Beklenmedik bir şekilde bilim adamları, derin deniz hidrotermal menfezlerinde veya jeotermal kaplıcalarda tespit edilen mikroorganizmalara benzeyen, kükürt ve atmosferik gazları metabolize edebilen benzersiz bir mikrobiyal popülasyon buldular.
CU Boulder liderliğindeki bir ekip, eski Hunga Tonga Hunga Ha’apai adasında ikamet eden belirgin bir mikrobiyal topluluğu ortaya çıkardı.
2015’te, Güney Pasifik’te bir su altı yanardağı patlayarak kısa ömürlü Hunga’nın ortaya çıkmasına neden oldu. Tonga Hunga Ha’apai adası. Colorado Boulder Üniversitesi ve Çevre Bilimleri Araştırma Kooperatif Enstitüsü (CIRES), yakın zamanda oluşan bir kara kütlesinin ilk mikrobiyal sakinlerini araştırmak için alışılmadık bir şansı değerlendiren bir araştırma ekibine öncülük etti. Şaşırtıcı bir şekilde, derin deniz hidrotermal menfezlerinde veya jeotermal kaplıcalarda bulunan organizmalara benzer şekilde kükürt ve atmosferik gazları metabolize edebilen benzersiz bir mikrobiyal popülasyon tespit ettiler.
“Bu tür volkanik patlamalar dünyanın her yerinde oluyor, ancak genellikle ada üretmezler. İnanılmaz derecede eşsiz bir fırsatımız vardı,” dedi CIRES Ph.D. öğrencisi ve yakın zamanda mBio’da yayınlanan çalışmanın baş yazarı. “Daha önce hiç kimse bu tür ada sistemindeki mikroorganizmaları bu kadar erken bir aşamada kapsamlı bir şekilde incelememişti.”
“Adaları ilk kez kolonileştiren mikropları incelemek, ekosistem gelişiminin en erken aşamasına, hatta daha öncesine bir bakış sağlıyor. CIRES üyesi, CU Boulder’da ekoloji ve evrimsel biyoloji profesörü ve çalışmanın ilgili yazarı Noah Fierer, “bitkiler ve hayvanlar geliyor” dedi. Island, daha sonra onları CU Boulder’ın kampüsüne gönderdi. Dragone ve Fierer daha sonra numunelerden DNA numuneleri çıkarıp sıralayabildiler.
Dragone, “Beklediğimizi görmedik,” dedi. “Bir buzul geri çekildiğinde bulacağınız organizmaları veya daha tipik erken kolonileşen türler olan siyanobakterileri göreceğimizi düşündük. Ancak bunun yerine kükürt ve atmosferik gazları metabolize eden benzersiz bir bakteri grubu bulduk.”
Ve bu da olmadı. Bu çalışmadaki tek beklenmedik değişiklik: Oluşmasından yedi yıl sonra, 15 Ocak 2022’de volkan yeniden patlayarak 21. yüzyılın en büyük volkanik patlamasıyla tüm kara kütlesini yok etti. Patlama adayı tamamen yok etti ve ekibin sahayı izlemeye devam etme seçeneğini ortadan kaldırdı.
Dragone, “Hepimiz adanın kalmasını bekliyorduk,” dedi. “Aslında, ada patlamadan bir hafta önce bir dönüş yolculuğu planlamaya başlıyorduk.”
Bununla birlikte, adanın patlamasına neden olan Hunga Tonga Hunga Ha’apai’nin (HTHH) aynı kararsız doğası, nedenini de açıklıyor. ekip adada böylesine eşsiz bir mikrop seti buldu. Hunga Tonga, Hawaii gibi volkanik olarak oluşmuştur.
“Bu benzersiz mikropları gördüğümüzü düşünmemizin nedenlerinden biri, volkanik patlamalarla ilişkili özelliklerdir: büyük ihtimalle yakıt oluşturan çok sayıda kükürt ve hidrojen sülfür gazı. Bulduğumuz eşsiz takson, ”dedi Dragone. “Mikroplar en çok hidrotermal menfezlerde, Yellowstone gibi kaplıcalarda ve diğer volkanik sistemlerde bulunanlara benziyordu. En iyi tahminimiz, mikropların bu tür kaynaklardan geldiğidir.”
HTHH keşif gezisi, karadan numune toplamak için araştırmacılarla birlikte çalışmaya istekli olan Tonga Krallığı hükümetinin üyeleriyle yakın işbirliği gerektirdi. normalde uluslararası konuklar tarafından ziyaret edilmez. Koordinasyon, Deniz Eğitim Derneği ve NASA’daki işbirlikçilerin yıllarca çalışmasını gerektirdi: Tongalı bir gözlemci, Krallık içinde gerçekleştirilen her türlü örnek toplama işlemini onaylamalı ve denetlemelidir.
“Bu çalışma, dünyanın dört bir yanından çok sayıda insanı bir araya getirdi. ve çok şey öğrendik. Adanın yok olması bizi elbette hayal kırıklığına uğrattı, ancak şimdi adalar oluştuğunda ne olacağına dair pek çok tahminimiz var” dedi. “Yani bir şey yeniden oluşursa, oraya gitmeyi ve daha fazla veri toplamayı çok isteriz. Bunu nasıl inceleyeceğimiz konusunda bir oyun planımız olurdu.”
Referans: “Tonga Krallığındaki Kısa Ömürlü Bir Volkanik Adanın Erken Mikrobiyal Sömürgecileri” yazan Nicholas B. Dragone, Kerry Whittaker, Olivia M . Lord, Emily A. Burke, Helen Dufel, Emily Hite, Farley Miller, Gabrielle Page, Dan Slayback ve Noah Fierer, 11 Ocak 2023, mBio.
DOI: 10.1128/mbio.03313-22