Are members of Bacillus cereus group restricted to specific regions of Antarctica?
Trotz umfangreicher, mehrjähriger Probenahmen über die Südgeorgien-Inseln hinweg zeigt diese Studie, dass Bakterien der *Bacillus cereus*-Gruppe extrem selten und räumlich ausschließlich auf die King George Island in der modernen Antarktis beschränkt sind.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Tief unter der Erde unseres Planeten, verborgen unter Gras, Sand und Waldboden, lebt eine riesige Gemeinschaft mikroskopisch kleiner Organismen. Unter den häufigsten dieser Organismen sind Bakterien, die widerstandsfähige, ruhende Schalen namens Sporen bilden, die es ihnen ermöglichen, extreme Hitze, Kälte und Trockenheit über lange Zeiträume zu überstehen. Eine ganz bestimmte Familie dieser Bakterien, bekannt als die Bacillus cereus-Gruppe, ist in Böden auf der ganzen Welt zu finden. Während die meisten Mitglieder dieser Familie harmlos sind, können einige Krankheiten bei Menschen oder Insekten verursachen, was ihre Präsenz in der Umwelt zu einem Thema von Interesse für Wissenschaftler macht. Seit Jahrzehnten fragen sich Forscher, wie sich diese allgegenwärtigen Bakterien in den extremsten Umgebungen der Erde, insbesondere in der Antarktis, verhalten. Da der Kontinent wärmer wird, wächst die Sorge, dass uralte Mikroben, die im gefrorenen Boden eingeschlossen sind, erwachen könnten, was potenziell das empfindliche polare Ökosystem beeinflussen oder sogar neue Risiken bergen könnte. Zu verstehen, wo diese Bakterien leben, oder ob sie dort überhaupt leben, ist entscheidend für die Kartierung des verborgenen Lebens des gefrorenen Kontinents.
Ein Forschungsteam aus Brasilien machte sich auf den Weg, um eine einfache, aber schwierige Frage zu beantworten: Sind diese gewöhnlichen Bodenbakterien tatsächlich in der Antarktis präsent, und wenn ja, wo verstecken sie sich? Zwischen 2019 und 2023 reisten die Wissenschaftler zu den Südlichen Shetlandinseln, einer Inselkette direkt vor der Antarktischen Halbinsel. Sie sammelten 314 separate Bodenproben von verschiedenen Standorten, darunter Bergspitzen, Küstenbereiche und Gebiete in der Nähe von Forschungsstationen. Das Ziel war es zu sehen, ob sie die Bacillus cereus-Gruppe aus dieser gefrorenen Erde kultivieren könnten. Dazu verwendeten sie eine spezialisierte Labormethode, die darauf ausgelegt ist, ruhende Bakteriensporen zu „wecken“. Sie mischten den Boden mit Wasser, erhitzten ihn, um schwächere Organismen abzutöten, und verteilten die Mischung anschließend auf nährstoffreichen Platten, wobei sie diese bei unterschiedlichen Temperaturen inkubierten, um zu sehen, was wachsen würde.
Die Ergebnisse waren überraschend spärlich. Trotz der massiven Anstrengung, die hunderte von Proben über fünf Jahre umfasste, fanden die Wissenschaftler nur acht Fälle der gesuchten Bakterien. Diese acht Bakterienstämme stammten aus nur sieben der 314 Bodenproben, was einer Erfolgsquote von nur 2,2 Prozent entspricht. Noch frappierender war der Ort dieser Funde. Jede einzelne positive Probe stammte von einer spezifischen Insel: der King George Island. Die Forscher fanden diese Bakteriengruppe nicht auf den anderen von ihnen beprobten Inseln, wie etwa Livingston, Nelson oder Deception Island. Als sie die gefundenen Bakterien untersuchten, bestätigten sie, dass diese zur Bacillus cereus-Gruppe gehörten, speziell zu einem Typ, der im strengsten Sinne als Bacillus cereus bezeichnet wird. Sie schlossen andere gefährliche Verwandte, wie etwa die Bakterien, die Anthrax verursachen, oder den Stamm, der insektenabtötende Kristalle produziert, aus, da sie keine Hinweise auf diese spezifischen Merkmale in ihren Proben fanden.
Der Fundort der Ergebnisse fügt dem Ganzen eine weitere Ebene des Mysteriums hinzu. Die King George Island ist der meistbesuchte Ort in der Region, der mehrere nationale Forschungsbasen beherbergt und viele Touristen empfängt. Die anderen Inseln, auf denen die Bakterien nicht vorhanden waren, sind oft abgelegener. Dieses Muster deutet darauf an, dass die gefundenen Bakterien auf der King George Island möglicherweise gar nicht von Natur aus in der antarktischen Umgebung heimisch sind. Die Forscher stellten fest, dass alle die von ihnen isolierten Bakterien am besten bei einer warmen Temperatur von 37 Grad Celsius wuchsen, was der menschlichen Körpertemperatur entspricht. Dies ist ungewöhnlich für antarktisches Leben, das sich typischerweise an die Kälte anpasst. Die Tatsache, dass diese Bakterien Wärme bevorzugen und nur auf der von Menschen am stärksten frequentierten Insel gefunden wurden, lässt die Wissenschaftler vermuten, dass sie möglicherweise durch Menschen, Tiere oder Ausrüstung aus anderen Teilen der Welt dorthin gebracht wurden, anstatt sich dort natürlich zu entwickeln.
Um zu verstehen, wie selten diese Entdeckung ist, untersuchte das Team auch jede andere wissenschaftliche Studie, die jemals über diese Bakterien in der Antarktis veröffentlicht wurde. Sie fanden heraus, dass nur sehr wenige Forscher es erfolgreich geschafft haben, sie auf dem Kontinent zu isolieren. Die meisten früheren Studien scheiterten entweder daran, sie zu finden, oder fanden sie nur in sehr spezifischen, isolierten Fällen. Die aktuelle Studie bestätigt, dass diese Bakterien zwar überall sonst auf der Erde verbreitet sind, in der Antarktis jedoch extrem selten vorkommen. Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass die Bacillus cereus-Gruppe kein weit verbreiteter Bewohner des antarktischen Bodens ist. Stattdessen scheint sie ein seltener Besucher zu sein, der wahrscheinlich auf Gebiete mit der höchsten menschlichen Aktivität beschränkt ist. Dieser Befund stellt die Vorstellung infrage, dass diese Bakterien überall vorhanden sind, und legt nahe, dass die harten Bedingungen des antarktischen Kontinents sie effektiv fernhalten oder dass sie einfach noch keine Chance hatten, sich dort zu etablieren.
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