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Neues Leben
Auf dem Baum des Lebens teilen sich die Menschen einen Ast mit einer Vielzahl von Lebewesen, die eines gemeinsam haben: ein Rückgrat. Dieses einzige gemeinsame Merkmal reicht aus, um uns mit Hunden, Fischen und Eidechsen zu gruppieren, in einer Gruppe, die als Phylum bezeichnet wird; dies wiederholt sich in allen Organismen der Erde und verbindet die ganze Vielfalt des Lebens zu einem Baum.
Aber jetzt haben Forscher von der University of Queensland (UQ) in Australien eine Vielzahl von Tausenden von Organismen entdeckt, die so einzigartig sind, dass sie in kein existierendes Phylum passen.
Im Mittelpunkt dieser Forschung, die in Nature Microbiology veröffentlicht wurde, stand eine relativ neue Technik, die als Metagenomik bekannt ist. Es beinhaltet die Sequenzierung der gesamten DNA in einer Probe einer Umgebung - Schmutz, Wasser, Fäkalien, etc. um das Metagenom der Probe herzustellen.
Ein phylogenetischer Baum des Lebens. Man beachte, wie klein die Phylum Animalia - wo der Mensch hineinpasst - im Vergleich zu Bakterien und Archaea ist. (Bildnachweis: Adl, Sina M.; Simpson, Alastair G. B.; et al.
Aus einer internationalen Datenbank von mehr als 1.500 Metagenomen rekonstruierte das UQ-Team die einzelnen Genome von 7.280 neuen Bakterien und 623 neuen Archaea. Von diesen Mikroorganismen waren etwa ein Drittel im Gegensatz zu allem, was Wissenschaftler bisher gesehen hatten und rechtfertigten die Schaffung von 17 neuen bakteriellen Phylonen und drei neuen Achaealphylolen.
"Der wirkliche Wert dieser Genome besteht darin, dass sich viele von vorher gewonnenen Genomen evolutionär unterscheiden ", erklärt der leitende Forscher Gene Tyson. Sie erhöhen die evolutionäre Diversität, die sowohl von bakteriellen als auch archäologischen Genombäumen überspannt wird, um mehr als 30 Prozent und sind die ersten Vertreter innerhalb von 17 bakteriellen und drei archäologischen Phyla.
Winzige Helfer
Mikroorganismen sind bekanntlich schwer zu untersuchen. Wissenschaftler konnten bisher nur ein bis zwei Prozent aller bekannten Bakterien und Archaea im Labor erfolgreich kultivieren, so dass die Analyse unter natürlichen Bedingungen durch Metagenomik der einzige Weg sein könnte, den Rest zu untersuchen.
Aber auch wenn sie winzig sind, können diese Mikroben dennoch einen enormen Einfluss auf unsere Welt haben.
Antibiotikaresistenzen sind derzeit ein globales Problem von epischen Ausmaßen. Die Mikroben haben herausgefunden, wie man sich an die Antibiotika anpasst, die wir z. Z. verschreiben, um Krankheiten zu behandeln, und diese Resistenzen haben über 23000 Menschen jedes Jahr alleine in den US, getötet.
Neue Formen von Antibiotika werden fast ausschließlich in Bakterien und Pilzen entdeckt, so dass die von den UQ-Forschern freigelegten Spezies letztendlich zu besseren Antibiotika entwickelt werden könnten, die gegen diese "Superbugs" wirksam sind.
Die Forschung in der Vergangenheit hat auch einzigartige industrielle und ökologische Anwendungen für Mikroben identifiziert. Sie wurden zur Herstellung von Düngemitteln für die Landwirtschaft verwendet, und das Ethanol, das von einigen produziert wird, findet sich in Farbstoffen, Waschmitteln und anderen Produkten. Wissenschaftler aus Großbritannien stellten fest, dass neu entwickelte Meeresmikroben den größten Teil des Plastiks, der derzeit unsere Gewässer verschmutzt, verzehren könnten, und Bakterien, die von Kohlenstoff leben, könnten im Kampf gegen den Klimawandel helfen.
Neben den vielen möglichen Verwendungsmöglichkeiten für diese neu identifizierten Organismen ist ihre bloße Entdeckung spannend, was sie uns über die Welt, die wir teilen, erzählen kann.
Als UQ-Forscher sagte Donovan Parks dem New Scientist: "Alle Fragen, die wir über alte Evolutionsereignisse haben - wie unser letzter gemeinsamer Vorfahr aussah, als der Methan-Stoffwechsel entstand, als sich Sauerstoff produzierende Organismen entwickelten - sie profitieren wirklich von mehr Genomen und einen detaillierteren Baum des Lebens. "
