Náttúrufræðingurinn - 2013, Page 29

137
Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
ættkvíslinni Rhodopseudomonas. Líkt
og aðrir purpuragerlar eru tegundir
Rhodopseudomonas ættkvíslarinnar
valháð ljóstillífandi og finnast
gjarnan í súrefnissnauðu en vel lýstu
umhverfi.93 Hvorugt þeirra skilyrða
á við um Bárðarstofu, en VH0246
einangraðist af steini í henni, og má
því telja líklegt að hann eigi ekki
náttúruleg heimkynni sín í hellinum.
Þess ber þó að geta að purpuragerlar,
og Rhodopseudomonas þar á meðal,
geta einnig vaxið heterótrófískt
og þarfnast þá súrefnis.93 Það er
því ekki loku fyrir það skotið að
bakteríur þessar fái dafnað í hell-
inum. Bosea (stofn VH0249), eins og
margar aðrar ættkvíslir Bradyrhizobi-
aceae ættarinnar, er gjarnan að finna
í rótum og rótarumhverfi plantna,
einkum belgjurta.94 Þær eru þó
einnig algengar í ferskvatni.95
Stefjungar (phylum Bacteroidetes)
Þó svo DNA úr bakteríum af
fylkingu stefjunga (Bacteroidetes) hafi
fundist í klónasöfnum úr all mörgum
hellum,2,36,96 þá hafa þessar lífverur
litla umfjöllun hlotið í tengslum við
hella. Þrír stofnar sfingógerla (þ.e.,
baktería sem tilheyra ætt Sphingo-
bacteriaceae) einangruðust úr Vatns-
helli. Þetta voru stofn VH0406 sem
tilheyrir Pedobacter, fremur stórri
og vel þekktri ættkvísl jarðvegs-
baktería, og stofnar VH0701 og
VH0703 sem báðir tilheyra ætt-
kvíslinni Mucilaginibacter, en báðir
voru þeir einangraðir úr lítilli vatns-
uppsprettu í Iðrum. Báðar eru ætt-
kvíslirnar þekktar að fjölhæfni
í niðurbroti á ýmsum lífrænum
efnum og fjölliðum.97
Harðskyrnur (phylum Firmicutes)
Bacillus er með best þekktu og
tegundaauðugustu ættkvíslum
baktería, en hún var fyrst skil-
greind af Christian Ehrenberg og
Ferdinand Cohn um miðja 19. öld
og telur nú 268 tegundir.38 Mikinn
fjölbreytileika í efnaskiptum er
að finna innan ættkvíslarinnar og
finnast fulltrúar hennar í hinu fjöl-
breytilegasta umhverfi.98 Þess ber
þó að gæta að ættkvíslin er þekkt
að því að mynda fjölþolin dvalargró
sem dreifast auðveldlega með veðri
og vindum og því er hugsanlegt
að þó Bacillus ræktist upp úr gefnu
umhverfi hafi hann aðeins verið
þar til staðar sem allokþónískur
gestur, jafnvel á óvirku formi.98,99
Svipaða sögu er að segja af hinni
náskyldu ættkvísl Paenibacillus.100
Það er því ekki endilega til marks
um hlutfallslegt mikilvægi þessara
baktería í örverubíótu Vatnshellis
hversu margir stofnar safnsins
hafa greinst til þessara ættkvísla (2.
tafla) en, þó svo Bacillus sé á meðal
þeirra ættkvísla sem Lavoie og
Northup8 telja til vísibaktería um
áhrif mannaferða á örverulífríki
hella, þá teljum við ekki líklegt að
þeir Bacillus og Paenibacillus stofnar
sem einangruðust í þessari rann-
sókn eigi uppruna sinn að rekja
til mannaferða, heldur teljum við
líklegra að þeir myndi hluta af hinu
eiginlega lífríki hellisins. Þá skoðun
byggjum við á því að stofnarnir
eru kuldaþolnir, enda sumir hverjir
einangraðir við 4°C, og 16S rDNA
raðir þeirra líkjast helst stofnum
sem einangraðir voru úr umhverfi
á borð við jökulís, sífrera og úr bergi
(2. tafla). Þó er rétt að hafa í huga
að varasamt getur verið að byggja
fínni kennigreiningu en að ætt-
kvíslarstigi á rDNA greiningu einni
saman.50 Bacillus er einnig meðal
þeirra ættkvísla sem nefndar hafa
verið sem mögulegir þátttakendur í
mótun hellaumhverfis. Þannig hefur
hún til dæmis verið orðuð, ásamt
geislagerlinum Streptomyces, við
myndun kalkútfellinga í Altamira
helli á Spáni101 og Northup et al.2
telja líklegt að Bacillus og skyldar
bakteríur eigi þátt í myndun
ákveðinna járnoxíðútfellinga sem
stundum má sjá í hraunhellum.
Þrír stofnar, allir úr Bárðar-
stofu, tilheyra ætt Planococcaceae og
samkvæmt flokkun með Infernal
algóriþmanum83 hjá Ribosomal Da-
tabase Project82 tilheyra þeir ætt-
kvíslinni Paenisporosarcina þó svo
líkustu raðir í GenBank séu skráðar
sem Sporosarcina raðir (2. tafla).
Margföld samröðun með MUSCLE
algóriþma19 og upprunaflokkun
með neighbour-joining algóriþma20
styður einnig greiningu stofnanna
sem Paenisporosarcina (7. mynd).
Ættkvíslin var skilgreind árið 2009
og inniheldur aðeins tvær tegundir,
P. quisquillarium og P. macmurdoensis
(áður Sporosarcina macmurdoensis).102
Stofnarnir virðast líkari P. macmur-
doensis, en hún var upphaflega
einangruð úr örverubreiðu í snjó-
bráðartjörn á Suðurskautslandinu103
og hefur ekki áður einangrast úr
hellaumhverfi svo vitað sé.
Samsetning og líkleg starfsemi
heildarbíótunnar
Hellar eru almennt álitnir snauðir
af lífrænum næringarefnum36,104 og
því vekur ef til vill athygli að þær
bakteríur sem einangruðust í rann-
sókninni virðast flestar vera ófrum-
bjarga, að minnsta kosti ef miðað
er við þeirra flokkunarfræðilegu
nágranna (2. tafla), þó raunar megi
líklegt telja að minnsta kosti sumir
betapróteusargerlanna séu valháð
efnatillífandi. Þess ber að vísu að
gæta að einangrunarætin innhéldu
öll lífræna kolefnis- og orkugjafa, í
mis miklu magni þó. Þetta kemur
þó ekki á óvart og er í samræmi
við erlendar rannsóknir sem gefa
til kynna að hellahrúður og annar
örverugróður í hellum sé að stórum
hluta ófrumbjarga og geislagerlar
gjarnan meðal ráðandi tegunda.1,2,28
Barton og félagar36 bentu raunar á
að örverugróður í hellum sé ekki
einungis fjölbreyttari en áður var
talið, heldur beri hann einnig öll
einkenni samlífis: Engin ein tegund
ráði yfir öllum þeim ferlum sem þarf
til að dafna í þessu fágæfa umhverfi,
heldur þarf samspil (syntrófíu)
margra mismunandi aðila til að
mynda stöðuga örverubreiðu á
formi vegghrúðurs36,104 þar sem
saman fara ferlar á borð við niður-
brot lífrænna efna sem berast í
hellinn frá yfirborðinu, binding
rokgjarnra lífrænna smásameinda,
koldíoxíðs og niturs úr andrúmslofti,
og leysingu fosfats og oxun afoxaðra
málma, svo sem Fe(II) og Mn(II), í
bergi hellisveggjanna.104
Ætla má út frá staðháttum að
helsta uppspretta lífræns kolefnis
í Vatnshelli sé í jarðvegi, mosa-,