Ľudí sa do mora zmestí tiež veľa, ale čo je to oproti mikróbom: V kubickom centimetri morskej vody môžu žiť až dva milióny mikroorganizmov SAR 11, ktoré nedávno dostali rodové meno Pelagibacter. FOTO – ARCHÍV
Narastajúci obsah oxidu uhličitého a iných plynov v atmosfére Zeme a klimatické zmeny priniesli aj zmenu podmienok pre existenciu života. Azda nikdy predtým nebolo také potrebné chápať v plnej šírke a súvislostiach, čo živé formy na Zemi ovplyvňuje a do akej miery. Takéto poznanie by umožnilo načrtnúť predpovede, ako si dokážu s rastúcimi zmenami poradiť.
Vedcom slúžia ako kľúč k pochopeniu biosféry jej samotné články – jednotlivé organizmy. Tie neexistujú oddelene. Navzájom sa v rámci jedného ekosystému ovplyvňujú. Látka, ktorú jeden organizmus nepotrebuje, a preto ju vylúči, môže byť pre jeho suseda životne dôležitou alebo naopak životu nebezpečnou.
Platí pravidlo, že čím je rozmanitosť organizmov bohatšia, tým vyšší je počet vzťahov medzi nimi i ekosystémami, ktoré obývajú. Hustá sieť vzájomných vzťahov sa pritom neopiera len o existenciu samotných látok, ktoré organizmy tvoria a vylučujú, ale aj o ich početnosť v prostredí. Preto je poznanie každej živej formy nevyhnutné na to, aby sme pochopili nielen funkcie jednotlivých ekosystémov, ale aj celej biosféry, ktorú ekosystémy tvoria.
Ani mikrób „nezje“ všetko
S týmto predpokladom sa morský mikrobiológ Stephen Giovannoni vydal hľadať nové druhy do pokojných a na život chudobných vôd Sargasovho mora. Oporou sa mu stala hypotéza, že more je tiež chudobné na živiny. V takto sťažených podmienkach sa môže zvlášť dariť len menším mikroorganizmom, ktoré vyžadujú menej živín.
Motiváciou preňho bola snaha objaviť nový, efektívnejší spôsob hľadania a nachádzania najmenších rastlín a živočíchov.
Po odobratí vzorky vody mala nasledovať identifikácia prítomných rias a baktérií. Klasický spôsob zahŕňa kultiváciu mikróbov na živnej pôde. Dnes však vieme, že nie pri každom mikroorganizme môžeme tento spôsob uplatniť. Predpokladá sa, že až 99 percent všetkých mikroorganizmov sa nedá vypestovať v laboratórnych podmienkach.
Koľko ľudí, toľko chutí – a to isté možno povedať aj o mikroskopických organizmoch. Ak vedec pri príprave živnej pôdy nepridá do nej práve tie zložky, ktoré im „chutia“, jednoducho odmietnu rásť a rozmnožovať sa. Dôsledkom je skutočnosť, že dnes vieme identifikovať päťtisíc bakteriálnych druhov, skutočné číslo všetkých druhov mikróbov však môže dosahovať milióny.
Ak teda chcel Giovannoni nájsť skutočne niečo nové, musel zvoliť iný spôsob. Tromfom v jeho rukách bola metóda, ktorú spolu s kolegami objavil v osemdesiatych rokoch.
Tajomstvo molekulárnych biológov
Pomôckou sa stala molekula DNA, ktorú obsahuje každá živá bunka. Pozostáva z dvoch rovnobežne prebiehajúcich vlákien postavených zo štyroch typov za sebou idúcich nukleotidov. Poradie, v akom sú nukleotidy vo vlákne zoradené, je kľúčom k pochopeniu podstaty hmotného základu dedičnosti – molekuly deoxyribonukleovej kyseliny. Na nej poznajú molekulárni biológovia úsek, ktorý mali už najstarší predkovia všetkých buniek. Poradie nukleotidov v tomto úseku používajú nielen na identifikáciu nových jednobunkových organizmov, ale tiež na pochopenie, ako sa vyvinuli zo svojich dávnych príbuzných. Vďaka nemu už objavili dôležité skupiny nových druhov, stále nekultivovaných a bez formálnych pomenovaní.
Giovannoni pokračoval tak, že chemicky rozpustil všetky potenciálne prítomné mikroskopické živé formy zo svojej vzorky. Získal tým zmes rôznych molekúl DNA. Potom porovnal poradie nukleotidov spomenutého úseku s celosvetovou databázou jeho rôznych známych usporiadaní. Analýzou jedného vlákna za druhým si však len zopakoval rozmanitosť už známych „mikrostvorení“.
Pohľad na areál, kde prebieha experiment Biosféra II, je úchvatný najmä v noci.Prekvapenie menom SAR 11
V laboratóriu však náhle zavládlo vzrušenie. Pri 11. analyzovanom vlákne bol počítač odrazu krátky. Také poradie nukleotidov ešte nepoznal. Úplne nové nukleotidové poradie jasne odzrkadľovalo objav dovtedy neznámej živej formy. Keďže naň Giovannoni prišiel pri výskume 11. nukleovej kyseliny pochádzajúcej zo Sargasovho mora, pomenoval ju SAR 11.
Giovannoniho objav obletel svet a vedci vo všetkých kútoch sveta začali po novom objave vo svojom okolí pátrať. Potvrdiť jeho prítomnosť bolo omnoho jednoduchšie, ako predpokladali. SAR 11 našli, kdekoľvek sa pozreli. Po dlhšom výskume a skompletizovaní výsledkov sa odborníci zhodli, že až 25 percent všetkých mikroskopických organizmov predstavujú baktérie zaraďované do skupiny SAR 11, len nedávno pomenované rodovým menom Pelagibacter. V jednom kubickom centimetri morskej vody ich môžu žiť až dva milióny!
Význam Pelagibactera je vskutku obrovský. Najnovšie informácie hovoria, že môže byť zodpovedný až za desať percent recyklácie všetkých živín na Zemi, čím sa rozhodujúcou mierou podieľa na udržaní ekologickej rovnováhy.
Americký mikrobiológ Dr. Stephen J. Giovannoni z Oregonskej štátnej univerzity si pre svoj výskum zvolil naozaj nezvyčajné miesto – Sargasovo more. Už námorníci Krištofa Kolumba ho prirovnávali k mŕtvej púšti vznášajúcej sa na okraji Atlantiku. Žije v ňom totiž veľmi málo organizmov. Oregonský biológ však práve tu objavil jednu z najpočetnejších foriem života na Zemi.
Autor: JÁN RAMŽA (Autor je študentom Prírodovedeckej fakulty UK)
