Egy új kutatás szerint az Antarktisz talajában olyan baktériumvonalak élnek, amelyek a világ más részein gyakorlatilag nem fordulnak elő. A mikroorganizmusok nemcsak egyediek lehetnek, hanem a jelek szerint kiválóan alkalmazkodtak a bolygó leghidegebb és legszárazabb kontinensének szélsőséges viszonyaihoz is.

A baktériumok rendkívül aprók, sejtjeiket vagy spóráikat a szél, a víz, az állatok és más közvetítők is messzire szállíthatják. Emiatt olyan földrajzi akadályokon is átjuthatnak, amelyek a nagyobb állatok és növények populációit hatékonyan elszigetelik egymástól.

Az Antarktisz szinte tökéletes természetes kísérleti terep annak vizsgálatára, hogy ennek ellenére kialakulhatnak-e helyhez kötött baktériumvonalak. A földrész földrajzilag elszigetelt, területének mintegy 98 százalékát jég borítja. A jégmentes részeket rendkívüli hideg és szárazság jellemzi, talajukban pedig nagyon kevés a nedvesség és a tápanyag.

A kutatást Nick Dragone, az amerikai Coloradói Egyetem munkatársa vezette. A mikrobiológusokból és evolúcióbiológusokból álló nemzetközi csoport arra kereste a választ, léteznek-e olyan baktériumok, amelyek evolúciójuk során kizárólag az Antarktiszhoz kötődtek, és a mikroorganizmusok világméretű terjedési képessége ellenére szinte sehol máshol nem találhatók meg.

A vizsgálathoz az Arthrobacter nemzetséget választották, amelynek tagjai világszerte elterjedtek a talajban, a hideg térségektől egészen a trópusokig. A kutatók azt vizsgálták, hogy e széles körben előforduló nemzetségen belül kialakulhattak-e kizárólag antarktiszi, a helyi környezethez alkalmazkodott vonalak.

Az antarktiszi talajból származó Arthrobacter-törzsek genetikai anyagát elemezték, majd a szekvenciákat összevetették a világ más vidékein gyűjtött, nyilvános adatbázisokban elérhető törzsek genomjával. Az összehasonlításba nemcsak hétköznapi talajminták kerültek be, hanem hasonlóan szélsőséges élőhelyekről – köztük a Tibeti-fennsíkról, a Spitzbergákról és az Atacama-sivatagból – származó baktériumok is. Összesen több mint száz antarktiszi, illetve csaknem ötszáz más térségből származó törzset vizsgáltak meg.

Az eredmények szerint a tanulmányozott antarktiszi Arthrobacter-törzsek mintegy 90 százaléka nem szerepelt a világ más részeiről származó talajbaktériumok rendelkezésre álló adatbázisaiban. Ez arra utal, hogy endemikusak lehetnek, vagyis elterjedésük egy meghatározott földrajzi területre korlátozódik.

A genetikai eltérés önmagában azonban még nem bizonyítja, hogy a baktériumok kifejezetten az antarktiszi körülményekhez alkalmazkodtak. Attól, hogy különböznek más vidéken élő rokonaiktól, még nem feltétlenül a helyi környezet hatására alakultak ki ezek a sajátosságaik.

Ezért a kutatók laboratóriumi kísérletet is végeztek. Az Arthrobacter-törzseket Petri-csészékben, szilárd táptalajon tenyésztették, és elsősorban az antarktiszi hideget és szárazságot utánzó körülmények között figyelték meg viselkedésüket.

Az Antarktiszról származó törzsek általában lassabban növekedtek, mint a bolygó más területeiről gyűjtött társaik, a kedvezőtlen körülményeket viszont jóval ellenállóbban viselték. Ez már nem csupán földrajzi elszigeteltségre, hanem a helyi környezethez való hosszú távú alkalmazkodásra is utal.

Az Arthrobacter nemzetség tehát világszerte elterjedt, egyes vonalai mégis önálló evolúciós útra léptek. Ebben az értelemben az Antarktisz mikrovilága a kontinens nagyobb élőlényeinek világához hasonlít: a pingvineknek is vannak más térségekben élő közeli rokonaik, az antarktiszi fajok azonban nagyrészt elkülönülten fejlődtek, és saját evolúciós vonalakat alakítottak ki.

A szerzők eredményeiket további kutatások kiindulópontjának tekintik. Ha az antarktiszi talajban egyedi mikroorganizmusokat lehetett kimutatni, más elszigetelt vagy szélsőséges élőhelyeken is hasonló mintázat rajzolódhat ki.

Egyelőre azonban csak egyetlen baktériumcsoportot vizsgáltak, ezért a következtetések nem terjeszthetők ki automatikusan az Antarktisz valamennyi mikroorganizmusára. A következő lépés más csoportok elemzése lesz, hogy kiderüljön, mennyire általános ez a jelenség.

A tanulmány a Proceedings of the National Academy of Sciences című tudományos folyóiratban jelent meg.