W nieprzeniknionych głębinach oceanicznych, naukowcy zbadali mikrośrodowisko, które ujawniło nowe gatunki bakterii morskich, w tym szczep o nieznanych wcześniej cechach. Opublikowane w czasopiśmie eLife odkrycie rozszerza nasze rozumienie fizjologicznych mechanizmów bakterii głębinowych z rodzaju Planctomycetes.

Naukowcy wykorzystali transmisyjną mikroskopię elektronową do identyfikacji nowego szczepu bakterii, który nazwali Poriferisphaera heterotrophicis. Okazało się, że jest to jedyny znany gatunek w swojej klasie, który rozmnaża się poprzez okulizację, co stanowi silny dowód na to, że nowy gatunek aktywnie uczestniczy w asymilacji azotu, współistniejąc z przewlekłym wirusem, który ułatwia metabolizm azotu.

Przepływ azotu przez bakterie jest procesem krytycznym dla życia na Ziemi. Azot jest kluczowy do budowy kwasów nukleinowych, aminokwasów i białek, które są podstawowymi składnikami życia. Dotychczasowe badania nad rodziną bakterii Planctomycetes koncentrowały się na szczepach zasiedlających słodkie wody i płytkie oceany, głównie z powodu trudności związanych z pobieraniem próbek i hodowlą szczepów z głębin morskich.

Do zbadania nowego szczepu naukowcy pobrali próbki osadu z głębinowego zimnego źródła, stymulując ich wzrost przez dodanie antybiotyku i azotu. Zidentyfikowali w ten sposób nieznany wcześniej szczep o nazwie ZRK32, który rósł szybciej niż inne. Analiza genetyczna ujawniła, że ​​należy on do rodzaju bakterii Poriferisphaera, a naukowcy zaproponowali dla tego nowego gatunku nazwę Poriferisphaera heterotrophicis.

Eksperymenty dowiodły, że Poriferisphaera heterotrophicis lepiej rośnie w środowisku bogatym w składniki odżywcze, a rozmnaża się poprzez pączkowanie. Dodatek azotu w postaci azotanów lub amoniaku stymuluje rozwój tych bakterii, podczas gdy azot w postaci azotynów hamuje ich rozwój.

Interesujące jest, że dodanie amoniaku do podłoża hodowlanego skutkuje uwalnianiem przez nowy szczep bakteriofaga, rodzaju wirusa infekującego bakterie. Ten bakteriofag, nazwany fagiem-ZRK32, jest w stanie radykalnie zwiększyć wzrost Poriferisphaera heterotrophicis i innych bakterii morskich, promując metabolizm azotu.

Te odkrycia mają poważne konsekwencje dla naszej wiedzy o ekosystemach głębinowych i roli bakterii w obiegu azotu. Podkreślają także znaczenie dalszych badań nad mikrośrodowiskiem głębin oceanicznych i jego potencjalnym wpływem na procesy klimatyczne i życie na Ziemi. Dalsze badania w tej dziedzinie mogą ujawnić inne nieznane mechanizmy, poprzez które mikroorganizmy morskie oddziałują z ich otoczeniem i przyczyniają się do globalnych procesów biogeochemicznych, otwierając nowe perspektywy dla naukowego zrozumienia głębin oceanicznych oraz ich znaczenia dla globalnych procesów ekologicznych i klimatycznych.