Śluzowce przyśnieżne, mikroorganizmy, które upodobały sobie życie w nietypowych warunkach - na przedpolu topniejącego śniegu - występują we wszystkich masywach górskich, w których zimą zalega pokrywa śnieżna. Unikatowe badania polskich naukowców pokazują, że ich rozmieszczenie i struktura genetyczna na półkulach Ziemi są bardziej zaskakujące, niż sądzono.
Śluzowce to mało znana grupa organizmów grzybopodobnych. Dość niepozorne, nie mają znaczenia ekonomicznego: nie są pasożytami, nie powodują ubytków w uprawach, nie są też przedmiotem powszechnych badań biologów.
Jednymi z nielicznych specjalistów, zajmującymi się tymi organizmami, są badacze z Instytutu Botaniki Polskiej Akademii Nauk. "Dla nas śluzowce są niezwykle interesujące, zwłaszcza grupa śluzowców przyśnieżnych, które wybrały sobie do życia specyficzne warunki. W glebie pod pokrywą śnieżną funkcjonują populacje ameb, a tuż po topnieniu śniegu zimowego na wiosnę tworzą się nieruchome, widoczne gołym okiem zarodnie. Od lat zajmujemy się takimi śluzowcami, które są mało poznane, a występują we wszystkich masywach górskich świata" - opisuje w rozmowie z PAP dr hab. Anna Ronikier z Grupy Biogeografii Molekularnej i Systematyki Instytutu Botaniki PAN i dodaje, że śluzowce pełnią w przyrodzie bardzo ważną rolę, m.in. żywiąc się bakteriami i innymi mikroorganizmami biorą udział w obiegu materii w przyrodzie i regulacji zbiorowisk mikroorganizmów glebowych.
Dr Ronikier kilka lat temu została zaproszona do projektu, w którym badano różnorodność śluzowców w Ameryce Południowej. Sama zajmowała się właśnie śluzowcami przyśnieżnymi. Wśród materiału, który wówczas zebrano, jeden gatunek (Didymium nivicola) stanowił aż 1/4 wszystkich kolekcji. "Było to o tyle ciekawe, że gatunek ten na półkuli północnej notowany jest sporadycznie. Kontrast między częstym występowaniem tego gatunku w Andach, w Ameryce Południowej i rzadkością na półkuli północnej bardzo mnie zaintrygowały" - opisuje badaczka.
Aby przyjrzeć się tej niespodziewanej sytuacji, wraz z doktorantką mgr Pauliną Janik pracowały na próbkach tego gatunku zgromadzonych w zielnikach świata i reprezentujących wszystkie obszary, na jakich był on kiedykolwiek notowany. Badaczki interesowała genetyczna i morfologiczna zmienność tego gatunku w Ameryce Południowej w porównaniu do całego zasięgu jego występowania.
Jak pokazały wyniki pracy doktorskiej Pauliny Janik, oparte na sekwencjonowaniu fragmentów DNA i opublikowane niedawno w czasopiśmie Protist (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1434461020300766), wszystkie populacje gatunku pochodzące z półkuli północnej: Ameryki Północnej, Azji i Europy są identyczne genetycznie. Natomiast populacje z Ameryki Południowej okazały się bardzo różnorodne. "Było to dla nas zaskakujące, bo szukając w literaturze danych na temat takiego typu zmienności genetycznej, również innych organizmów, nie znalazłyśmy podobnego przykładu" - mówi dr Ronikier.
Na podstawie tych badań, a także danych o różnorodności gatunkowej, badaczki postawiły hipotezę, że Ameryka Południowa stanowi centrum różnorodności śluzowców przyśnieżnych. Badany gatunek mógł stąd dostać się na półkulę północną. "Śluzowce to organizmy, które rozprzestrzeniają się za pomocą zarodników unoszonych przez wiatr. Na globie wiatry wieją głównie wzdłuż równoleżników. Można przypuszczać, że transport dalekiego zasięgu w obrębie półkul możliwy jest bez przeszkód, natomiast pomiędzy półkulami jest ograniczony. W przeszłości musiał nastąpić więc jednorazowy transport zarodników z półkuli południowej na półkulę północną. Tam możliwe, że organizm zmienił strategię rozmnażania z płciowej na bezpłciową i mógł następnie szybko rozprzestrzenić się na półkuli północnej" - opisuje badaczka.
Różnorodność genetyczna obserwowana w populacjach południowoamerykańskich jest dla śluzowców korzystna, bo organizmy bardziej różnorodne mogą potencjalnie lepiej reagować na zmiany w środowisku. Z kolei w przypadku linii występującej na półkuli północnej jest możliwe, że jeden gatunek, który rozmnaża się bezpłciowo, skraca cykl życiowy i ma szansę na szybsze zasiedlenie nowych siedlisk.
Do niedawna uważano, że protisty - organizmy, do których należą również śluzowce - ze względu na niewielkie rozmiary i łatwość rozprzestrzeniania nie mają żadnych wzorców rozmieszczenia na kuli ziemskiej. Ostatnie badania pokazują, że nie jest to jednak prawdą. "Nasze badania pokazały, że te wzorce istnieją i mogą być różne. Niektóre organizmy mogą być bardzo rozpowszechnione na kuli ziemskiej, ale niekoniecznie musi istnieć jeden spójny wzorzec ich rozmieszczenia. Tego typu badania w skali globu są jednak rzadkie ze względu na trudności w zebraniu odpowiedniego materiału biologicznego. Śluzowce są pod tym względem wyjątkowe wśród protistów, ponieważ wytwarzają zarodnie, które można zbierać i przechowywać w trwałych kolekcjach zielnikowych. Stanowią więc bardzo dogodny obiekt do dalszych badań, ważnych dla lepszego zrozumienia biogeografii mikroorganizmów" - opisuje dr Ronikier.
PAP - Nauka w Polsce
ekr/ agt/
Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.
