Avicenna-58.ru

Медицинский журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бактерии-путешественники: микробы способны перемещаться по воздуху на тысячи километров

Бактерии могут распространяться по миру, «пролетая» тысячи километров

Бактерии могут распространяться по миру, «пролетая» тысячи километров

Исследователи из США изучили «молекулярные воспоминания» теплолюбивых бактерий, которые обитают в горячих источниках, и выяснили, что эти бактерии могут распространяться по воздуху на дальние расстояния самостоятельно, без «проводников»​ – людей или животных, сообщает пресс-служба Ратгерского университета. Их гипотеза «воздушного моста» может в дальнейшем пролить свет на то, почему у вредных бактерий есть гены устойчивости к антибиотикам. Результаты работы опубликованы в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society B.

«Наше исследование показывает, что должен существовать общемировой механизм, обеспечивающий обмен бактериями между местами, которые находятся далеко друг от друга», – сказал ведущий автор исследования Константин Северинов, главный исследователь Института микробиологии им. Ваксмана (США) при Ратгерском университете.

«Поскольку изучаемые нами бактерии живут в очень горячей воде — около 160 градусов по Фаренгейту [71 градус Цельсия – НР] – в отдаленных местах, невозможно представить, чтобы их перевозили животные, птицы или люди, – добавил учёный. – Их нужно транспортировать по воздуху, и это путешествие должно быть очень масштабным, чтобы в разных, не связанных друг с другом, местах у бактерий сохранялись общие черты».

Северинов и другие исследователи изучали «молекулярные воспоминания» бактерий об их столкновениях с вирусами, а также воспоминания, хранящиеся в бактериальной ДНК. Почему исследователи обратились именно к этим характеристикам? Бактериофаги – вирусы бактерий – являются наиболее распространенными и вездесущими формами жизни на планете. Вирусы оказывают глубокое влияние на микробные популяции, структуру их сообщества и эволюцию.

Ученые собрали теплолюбивые бактерии Thermus thermophilus в горячем гравии на горе Везувий и в горячих источниках на горе Этна в Италии, в регионе Эль-Татио на севере Чили и в регионе Термас-дель-Флако на юге страны, а также в горячих источниках в кальдере Узон на Камчатке (Россия).

В бактериальных клетках, зараженных вирусами, молекулярные воспоминания хранятся в специальных областях ДНК, называемых «массивами CRISPR». Клетки, которые были поражены инфекцией, передают воспоминания – маленькие кусочки вирусной ДНК – своим потомкам. Порядок этих воспоминаний позволяет ученым проследить историю взаимодействия бактерий с вирусами в течение времени.

Первоначально ученые полагали, что бактерии одного и того же вида, живущие в горячих источниках на расстоянии тысяч километров друг от друга и, следовательно, изолированные друг от друга, будут иметь совершенно разные воспоминания о своих столкновениях с вирусами. Ученые также считали, что бактерии должны очень быстро эволюционировать и меняться.

Читайте так же:
Анализ крови на гормоны щитовидной железы: расшифровка, норма

«Однако мы обнаружили, что было много общих воспоминаний – идентичные кусочки вирусной ДНК, – которые хранились в том же порядке в ДНК бактерий из отдаленных горячих источников, – сказал Северинов. – Наш анализ может помочь в проведении экологических и эпидемиологических исследований вредных бактерий, которые по всему миру несут гены устойчивости к антибиотикам, а также могут рассеиваться по воздуху».

Вирусы и бактерии способны путешествовать по воздуху на огромные расстояния

—> +7 926 604 54 63 address

 К счастью, вирус гриппа не умеет «перелетать» с континента на континент по воздуху. Но другие вирусы — умеют.

К счастью, вирус гриппа не умеет «перелетать» с континента на континент по воздуху. Но другие вирусы — умеют.

Оказывается, в атмосфере нашей планеты циркулируют миллионы вирусов. Правда, в воздухе они не остаются — падают на землю.

Впервые учёным удалось оценить численность вирусов, поднимающихся с поверхности и опускающихся обратно. Оказывается, их невероятно много. Согласно результатам работы, проведённой на базе Университета Британской Колумбии (University of British Columbia), в верхних слоях тропосферы над каждым квадратным метром почвы «парят» более 800 млн вирусных частиц. Исследователи также определили, что на квадратный метр ежедневно приземляются миллиарды вирусов и десятки миллионов бактерий.

Это открытие способно объяснить, почему генетически идентичные вирусы порой обнаруживаются в совершенно разных частях биосферы. Они просто перемещаются из одной точки в другую по воздуху.

«Засилье долгоживущих вирусов с большой вероятностью разъясняет природу этого феномена. Вполне возможно, что вирусы поднимаются в атмосферу на одном континенте и опускаются на землю уже на другом», — говорит вирусолог Кертис Саттл (Curtis Suttle) из Университета Британской Колумбии.

Микробы в небе

Учёные зарегистрировали присутствие вирусных частиц на большой высоте — около 3 тысяч метров над уровнем пика Велета (исп. Pico del Veleta), входящей в состав горной гряды Сьерра-Невада в Испании. Образцы были собраны выше уровня образования циклонов и антициклонов, но ниже стратосферы. На такой большой высоте шансы, что вирусные частицы пролетят большое расстояние, выше, чем в нижних слоях атмосферы.

Частички почвы и испарения с поверхности морей помогают вирусам и бактериям в их долгих перелётах, «подталкивая» микробы и позволяя им пролететь большие расстояния.

Читайте так же:
Лекарства от поноса для детей и взрослых — все таблетки и средства от поноса

Вирусные дожди

В предыдущих работах было показано, что миграция бактерий — естественный феномен, сопровождающий атмосферные явления и океанические течения. Частицы пыли из пустынь или засушливых областей также способны перемещать вирусы и бактерии на большие расстояния с потоками воздуха.

Затем «воздушные» микробы падают на землю с потоками дождя.

«Бактерии и вирусы обычно спускаются на поверхность при помощи дождей и пылевых бурь. Впрочем, дожди менее эффективны в плане очистки атмосферы от вирусов», — говорит соавтор исследования Изабель Рече (Isabel Reche), специалист по экологии микроорганизмов из Гранадского университета (исп. Universidad de Granada).

С эпидемиями гриппа не связано

Удивительно, что в воздухе парят миллиарды вирусных частиц. Вирусы — самые распространённые микробы на планете. По данным Американского общества микробиологии (American Society of Microbiology), млекопитающих инфицируют 320 тыс. различных видов вирусов.

Однако «вирусные дожди» (равно как и «бактериальные») не связаны с масштабными эпидемиями гриппа. Обитающие в воздухе вирусы, в основном, инфицируют только бактериальные клетки и не мутируют. Что же касается вируса гриппа, то он может распространяться с крошечными капельками жидкости, выдыхаемыми больным. Кроме того, вирус гриппа способен мутировать, образуя новые штаммы.

Исследование опубликовано в издании The ISME Journal (International Society for Microbial Ecology Journal).

Бактерии могут путешествовать на тысячи километров по всему миру

Гипотеза «воздушного моста» может пролить свет на то, как вредные бактерии получают гены устойчивости к антибиотикам

По словам ученых, бактерии могут сами путешествовать по воздуху на тысячи километров по всему миру, вместо того, чтобы перемещаться с людьми и животными. Гипотеза «воздушного моста» может пролить свет на то, как вредные бактерии получают гены устойчивости к антибиотикам.

«Наше исследование показывает, что должен существовать общепланетарный механизм, обеспечивающий обмен бактериями между далекими местами», — сказал старший автор работы Константин Северинов, главный исследователь Института микробиологии им. Ваксмана и профессор молекулярной биологии и биохимии в Школе искусства и науки в Университете Рутгерс-Нью-Брансуик.

«Поскольку изучаемые нами бактерии живут в очень горячей воде — около 160 градусов по Фаренгейту (+71 о по Цельсию) — в отдаленных местах, невозможно представить, чтобы их перемещали животные, птицы или люди», — сказал Северинов. «Их нужно транспортировать по воздуху, и это движение должно быть очень обширным, чтобы бактерии в изолированных местах имели общие характеристики».

Читайте так же:
Неврастения: симптомы, лечение, причины

Исследователи изучали «молекулярные воспоминания» бактерий от их столкновений с вирусами, с воспоминаниями, хранящимися в бактериальной ДНК. Как отмечается в исследовании, бактериофаги — вирусы бактерий — являются наиболее распространенными и повсеместными формами жизни на планете. Вирусы оказывают глубокое влияние на микробные популяции, структуру сообщества и эволюцию.

Ученые собрали теплолюбивые бактерии Thermus thermophilus на горе Везувий и в горячих источниках на горе Этна в Италии; в горячих источниках в регионе Эль-Татио на севере Чили и в регионе Термас-дель-Флако на юге Чили; и в горячих источниках в кальдере Узон на Камчатке.

В бактериальных клетках, зараженных вирусами, молекулярные воспоминания хранятся в специальных областях бактериальной ДНК, называемых массивами CRISPR. Клетки, которые переживают инфекции, передают воспоминания — маленькие кусочки вирусной ДНК — своим потомкам. Порядок этих воспоминаний позволяет ученым проследить историю взаимодействия бактерий с вирусами с течением времени.

Первоначально ученые полагали, что бактерии одного и того же вида, живущие в горячих источниках за тысячи километров друг от друга и, следовательно, изолированные друг от друга, будут иметь совершенно разные воспоминания о своих столкновениях с вирусами.

Это потому, что все бактерии должны иметь независимую историю вирусных инфекций. Ученые также считали, что бактерии должны очень быстро эволюционировать и становиться другими, подобно знаменитым вьюркам, которые Чарльз Дарвин наблюдал на Галапагосских островах.

«Однако мы обнаружили, что было много общих воспоминаний — идентичные кусочки вирусной ДНК, хранящиеся в том же порядке в ДНК бактерий из отдаленных горячих источников», — сказал Константин Северинов. «Наш анализ может помочь в проведении экологических и эпидемиологических исследований вредных бактерий, которые по всему миру имеют гены устойчивости к антибиотикам, а также могут рассеиваться по воздуху среди людей».

Ученые хотят проверить свою гипотезу про «Воздушный мост» путем отбора проб воздуха на разных высотах и ​​в разных точках земного шара и выявления там бактерий. Им понадобится доступ к самолетам, дронам или исследовательским воздушным шарам.

Anna Lopatina et al, Natural diversity of CRISPR spacers of Thermus : evidence of local spacer acquisition and global spacer exchange, Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences (2019). DOI: 10.1098/rstb.2018.0092

Могут ли бактерии перемещаться между планетами?

В 2018 году японские ученые изучали нижние слои стратосферы и на 12-километровой высоте обнаружили бактерий рода дейнококк (Deinococcus). Находка удивила ученых, потому что на уровне выше облаков много ультрафиолетового излучения Солнца. От него бактерии совершенно не были защищены но, тем не менее, прекрасно себя чувствовали. Впоследствии исследователям стало интересно — могут ли эти бактерии выживать в условиях открытого космоса и перемещаться между планетами? Ведь, если это действительно так, жизнь на Земле могла появиться после того, как на нее упал небесный объект с бактериями из других планет. Чтобы выяснить, могут ли бактерии выживать в суровых условиях открытого космоса, ученые провели длительный эксперимент. Собранным ими бактериям пришлось пожить в открытом космосе на протяжении трех лет. Они смогли выжить, но не все — некоторые бактерии пожертвовали своими жизнями во благо остальных.

Читайте так же:
Мазь от псориаза — обзор гормональных и негормональных, санатории, где лечат псориаз

Бактерии обладают высокой стойкостью. Но могут ли они пережить условия открытого космоса?

Стратосфера — это слой атмосферы Земли, который располагается на высоте от 11 до 50 километров.

Жизнь бактерий

О том, каким образом бактериям удалось выжить в условиях открытого космоса, было рассказано в научном журнале Frontiers in Microbiology. После обнаружения бактерий на нижних слоях стратосферы, исследователи собрали бактерий рода дейнококк и разместили на внешней поверхности японского модуля Международной космической станции. В условиях открытого космоса бактерии находились на протяжении трех лет. После истечения установленного срока исследователи обнаружили, что космическое излучение навредило только тем бактериям, которые образовывали верхний слой группы. Они оказались своеобразным «живым щитом» для микробов, которым повезло остаться во внутреннем слое.

Deinococcus radiodurans — бактерии, которые больше всех устойчивы к космическому излучению

Сколько живут бактерии?

На основе результатов проведенного эксперимента, ученые смогли рассчитать примерную длительность жизни бактерий, собранных в группы разной величины. Так, микробы рода дейнококк, собранные в группу толщиной 0,5 миллиметра, могут прожить в открытом космосе от 15 до 45 лет. А вот большие группы бактерий толщиной в 1 миллиметр и более способны выдержать жизнь в условиях открытого космоса на протяжении не более 8 лет. Почему именно маленькие группы более живучи, чем большие, ученые не объяснили. Вероятно, причина такой разницы таится в площади, которую занимают микробы и расстоянии между ними.

Вероятность существования внеземной жизни

По словам автора исследования Акихико Ямагиши (Akihiko Yamagishi), многие люди склонны верить в то, что жизнь во Вселенной — крайне редкое явление. Некоторые вовсе уверены, что кроме нашей планеты живых организмов нет нигде. Однако, если бактерии действительно способны выживать в условиях открытого космоса, то вероятность существования жизни где-нибудь помимо Земли повышается во много раз. После получения результатов исследования, Акихико и его команда выдвинули предположение, что жизнь на нашей планете появилась благодаря микробам, прилетевшим с Марса. Путь от Красной планеты до Земли как раз занял бы несколько месяцев, чего вполне хватает для выживания бактерий.

Читайте так же:
Паховая грыжа у мужчин: симптомы, лечение

Возможно, мы произошли от инопланетян

Вообще, гипотеза о внеземном происхождении жизни называется панспермиией. Своеобразными «космическими кораблями» для бактерий из других планет легко могли стать метеориты и астероиды. А ведь их на нашу планету падало очень много и такие случаи до сих пор не редки. Если учесть, что космические объекты падают и на другие планеты, то жизнь вполне может существовать и за пределами Земли. В общем, инопланетяне могут оказаться не сказкой, а вполне научно обоснованной правдой. Только вот озадачивает одно — во время прохождения через атмосферу планет, все объекты подвергаются очень высоким температурам и сгорают. Тогда почему же бактерии, которые положили начало жизни на нашей планете, не сгорели? Возможно, ответ заключается в том, что миллионы лет назад Земля была устроена совершенно иначе, чем сейчас.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

О том, каким образом могла возникнуть жизнь на Земле, в первой половине 2020 года писала и моя коллега Любовь Соковикова. По ее словам, после формирования нашей планеты природе потребовалось еще 400 миллионов лет, чтобы создать первых животных. После прочтения ее материала ко мне пришло осознание, что человечество все еще существует ничтожно мало времени. В общем, рекомендую заняться чтением этой статьи прямо сейчас!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию