Community structure and hidden phylogenetic diversity of marine fungi in the tropical Indian and western Pacific Oceans
Deze studie maakt gebruik van long-read 28S rRNA-sequencing van 113 monsters uit de tropische Indische en westelijke Pacifische Oceaan om uitgebreide verborgen schimmeldiversiteit te onthullen, inclusief drie nieuwe kandidaat-fyla, en toont aan dat de structuur van mariene schimmelgemeenschappen wordt gevormd door duidelijke verticale stratificatie en omgevingsfactoren zoals lengtegraad, fosfaat en saliniteit.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van een preprint die niet peer-reviewed is. Dit is geen medisch advies. Neem geen gezondheidsbeslissingen op basis van deze inhoud. Lees de volledige disclaimer
De oceaan wordt vaak voorgesteld als een blauwe woestijn, een uitgestrekte watermassa waar het leven schaars en stil is. Toch, onder het oppervlak, drijft een bruisende wereld van microscopische organismen de meest essentiële processen van de planeet aan. Onder deze onzichtbare werkers behoren schimmels, een groep levensvormen die paddenstoelen, schimmels en gisten omvat. Hoewel we bij schimmels vaak denken aan dingen die groeien op vochtig brood of rottende boomstammen op het land, zijn ze ook cruciale bewoners van de zee. Ze fungeren als de recyclers van de natuur, door dood organisch materiaal af te breken en voedingsstoffen terug te geven aan het water, en ze dienen als parasieten die de populaties van andere kleine mariene wezens helpen beheersen. Een lange tijd geloofden wetenschappers dat deze mariene schimmels voornamelijk op de oceaanbodem of op drijvend hout leefden. Echter, recente ontdekkingen suggereren dat ze overal aanwezig zijn, drijvend in het open water en een veel grotere rol spelen in de gezondheid van de oceaan dan voorheen werd begrepen. Ondanks hun belang blijft de volledige omvang van wie er in de oceaan leeft en hoe zij aan elkaar gerelateerd zijn een mysterie, grotendeels omdat de instrumenten die gebruikt worden om hen te bestuderen moeite hebben gehad om het volledige beeld te zien.
Een team van onderzoekers zette zich in om dit mysterie op te lossen door een diepe duik te nemen in de tropische wateren van de Indische en westelijke Pacifische Oceaan. Ze verzamelden 113 monsters uit een breed scala aan omgevingen, van de zonovergoten oppervlaktewateren tot de verpletterende duisternis van de diepe oceaan, en van het open water tot de modderige sedimenten op de zeebodem. Om te zien wat daar aanwezig was, gebruikten ze een krachtige nieuwe methode die lange stukken genetische code leest, waardoor ze organismen konden identificeren die door oudere, kortere leesmethoden waren gemist. Hun doel was simpel maar ambitieus: de ware diversiteit van mariene schimmels in deze regio in kaart te brengen, te begrijpen hoe zij verdeeld zijn, en uit te zoeken welke omgevingsfactoren bepalen waar zij leven.
De resultaten onthulden een wereld die veel complexer en diverser is dan men had verwacht. Vanuit hun monsters identificeerden de onderzoekers bijna 47.000 verschillende groepen schimmels. Terwijl de meest voorkomende soorten behoorden tot bekende families zoals de Ascomycota en Basidiomycota, legde de studie een verborgen laag van leven bloot die nog nooit eerder was gezien. De onderzoekers vonden drie volledig nieuwe takken op de stamboom van het leven, lineages die zo verschillend zijn van enige bekende schimmels dat ze niet in bestaande categorieën geplaatst konden worden. Ze noemden deze mysterieuze groepen Candidate.Taichumycota, Candidate.Shizhenmycota en Candidate.Xihemycota. Deze bevindingen suggereren dat de oceaan een reservoir is van de evolutiegeschiedenis dat we nauwelijks zijn begonnen te verkennen, en dat onze huidige lijsten van schimmelsoorten een aanzienlijk deel van het verhaal missen.
De studie toonde ook aan dat deze schimmels niet willekeurig verspreid liggen; ze leven in zeer specifieke buurten. De onderzoekers ontdekten een duidelijk verticaal patroon, waarbij verschillende soorten schimmels op verschillende dieptes domineren. De nieuwe, mysterieuze lineages toonden duidelijke voorkeuren: één groep werd alleen in de oppervlaktewateren gevonden, een andere was verspreid door de waterkolom maar kwam het meest voor nabij de top, en de derde werd overal gevonden maar gedijde het best in de diepzee-sedimenten. Deze scheiding suggereert dat naarmate je dieper in de oceaan beweegt, de omstandigheden genoeg veranderen om geheel andere groepen schimmels te bevoordelen. De gemeenschappen die in het diepe water en op de zeebodem leven, waren quite anders dan die in de oppervlakte, wat aangeeft dat de oceaan gestructureerd is in duidelijke ecologische zones voor deze microscopische organismen.
Naast enkel wie er aanwezig was, keken de onderzoekers naar wat deze schimmels doen. Door hun genetische samenstelling te analyseren, konden ze de rollen voorspellen die deze organismen in het ecosysteem spelen. De oppervlaktewateren huisvesten een mix van schimmels met vele verschillende taken, waaronder degenen die dood plantmateriaal eten, degenen die binnen andere organismen leven, en degenen die als parasiet optreden. In contrast hiermee werden de diepe oceaan en de zeebodem gedomineerd door schimmels die optreden als decomposers, die zinkend organisch materiaal afbreken. Deze taakverdeling benadrukt hoe de verticale structuur van de oceaan verschillende mogelijkheden voor leven creëert, waarbij de diepzee zwaar leunt op schimmels om het materiaal dat van bovenaf neerdaalt te recyclen.
Ten slotte onderzochten het team wat deze patronen aanstuurt. Ze vonden dat de mix van schimmels in de oppervlaktewateren gevormd wordt door een combinatie van geografie en de chemie van het water. De locatie van een monster, specifiek de lengtegraad, was een sterke voorspeller voor welke schimmels aanwezig waren. Omgevingsfactoren speelden ook een grote rol; de hoeveelheid fosfaat en het zoutgehalte van het water waren belangrijke drijfveren voor de diversiteit van schimmels. Interessant genoeg, hoewel deze factoren een deel van de verschillen tussen locaties verklaarden, bleef een groot deel van de variatie onverklaard, wat suggereert dat er andere complexe krachten aan het werk zijn. De studie concludeert dat de tropische Indische en westelijke Pacifische Oceanen een enorme, verborgen diversiteit aan schimmels herbergen, met unieke evolutionaire lineages en complexe ecologische rollen die pas net beginnen te worden begrepen. Dit werk herinnert ons eraan dat zelfs in de meest bestudeerde delen van de oceaan, er nog veel te ontdekken valt over het microscopische leven dat onze planeet in stand houdt.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.