Ученые Курчатовского института изучили разнообразие прокариот (бактерий и архей), обитающих в западной и северо-восточной частях Баренцева моря, и выявили два различающихся типа морских микробных сообщества. Гипотеза об их происхождении рассматривается в статье авторитетного международного научного журнала Biology.
Считается, что в открытой части моря под влиянием волн и течений происходит непрерывный процесс перемешивания воды. Поэтому в каждом конкретном море обитает только один, характерный для него тип сообщества микроорганизмов. Обнаружение в одном море разных типов прокариотических сообществ – большая редкость.
В ходе двух рейсов экспедиции "Арктического плавучего университета" ученые Курчатовского института взяли пробы воды в разных районах Баренцева моря. Исследования, проведенные в Курчатовском геномном центре, выявили в этих пробах два типа прокариотических сообществ. Одно представлено микроорганизмами "атлантического типа", попадающими в Баренцево море с теплым течением из Атлантического океана. А вот обнаружение второго сообщества – "баренцевоморского" типа – стало для ученых неожиданностью.
Баренцево море играет важную роль в формировании микробных сообществ Северного Ледовитого океана. Из всех арктических морей оно наиболее подвержено воздействию Атлантического океана и первым реагирует на климатические изменения. Ученым предстоит выяснить: каким образом в Баренцевом море сформировались два различных сообщества прокариот, и какие факторы контролируют их распространение, несмотря на постоянное перемешивание воды под воздействием течения Гольфстрим?
"Одна из наших гипотез базируется на роли кольцевого течения, изолирующего воды над мелководной частью Баренцева моря, – рассказал Зоригто Намсараев, начальник лаборатории синтетической биологии Курчатовского геномного центра. – Это течение образуется обычно в осенний и зимний периоды, а весной ослабевает, и вода с мелководья вытекает в северо-восточном направлении, в сторону архипелага Новая Земля. Возможно, за период изоляции кольцевым течением состав микробного сообщества мелководья изменился, и мы, взяв пробы в районе Новой Земли, "поймали" этот измененный состав".
Такое предположение было сделано после совместной работы ученых Курчатовского института с океанологами, изучающими схемы течений в Баренцевом море. Для получения точной картины и понимания причин формирования разных микробных сообществ, необходимо провести еще ряд исследований и измерений. В частности, ученые планируют изучить биогеографические факторы, влияющие на формирование разных микробных сообществ.
"Дальнейшие исследования могут изменить наше представление о морских микроорганизмах – возможно, их сообщества устроены гораздо сложнее, чем представлялось, – считает З. Намсараев. – Поэтому очень важно работать совместно с океанологами, чтобы учитывать все сложные гидрографические характеристики арктических морей. Кроме того, пока слабо изученными остаются вопросы, связанные с реакцией микроорганизмов на климатические изменения в Арктике, которые мы наблюдаем в последнее время".
Применение современных генетических технологий позволяет с высокой точностью определять разные типы сообществ микроорганизмов. "Может выясниться, что их разнообразие в арктических морях намного богаче, чем мы считаем сейчас. Думаю, здесь нас ждет еще много открытий", – отметил ученый.
Исследования были проведены совместно с учеными из Северного (Арктического) федерального университета, МГУ им. М.В. Ломоносова, МФТИ и Арктического и антарктического научно-исследовательского института.