Kaip viena gyva sistema: ką atskleidė mikroorganizmų tyrimai?

Mikroorganizmų įvairovė

Valstybinio mokslinių tyrimų instituto (VMTI) Gamtos tyrimų centro mokslininkų vykdomo projekto PROMIC metu atlikti tyrimai karvių ūkiuose parodė, kad šios aplinkos sudaro vieną tarpusavyje susijusią mikrobiologinę sistemą, kurioje tie patys mikroorganizmai gali būti aptinkami įvairiose vietose, nors jų kiekiai jose skiriasi. Tai reiškia, kad sprendimai, priimami vienoje ūkio šakoje, gali turėti platesnį poveikį visai ūkio aplinkai, net jei tai iš pirmo žvilgsnio nėra akivaizdu.

Tyrimo metu buvo analizuojami mikroorganizmai, paplitę dirvožemyje, žolėje ir vandenyje kelete karvių ūkių. Didžiausia mikroorganizmų įvairovė buvo nustatyta dirvožemyje. Čia gausu bakterijų, kurios atlieka itin svarbų vaidmenį – skaido organines medžiagas ir dalyvauja maisto elementų apykaitoje. Dirvožemio mėginiuose aptiktos bakterijos, tokios kaip Nocardioides, Gaiella ar Marmoricola, gali būti vadinamos tikromis dirvožemio „darbininkėmis“. Be jų dirvožemis prarastų gyvybingumą, o augalai – dalį svarbių maisto medžiagų. Šios bakterijos dalyvauja teršalų skaidyme, slopina patogeninių bakterijų augimą ir palaiko sveikesnį dirvožemį. Jos didina pašarinių augalų produktyvumą ir bendrą pašarų kokybę, gerina gyvulių laikymo sąlygų mikrobiologinę pusiausvyrą ir prisideda prie tvaresnės gyvulininkystės.

Gali tapti problema

Žolėje ir augalinės kilmės pašaruose ypač gausiai buvo aptinkamos Pantoea genties bakterijos. Tai augalams būdingi mikroorganizmai, natūraliai „gyvenantys“ augalinėje aplinkoje bei dažnai aptinkami augalų paviršiuje, todėl jų buvimas pašaruose nėra joks netikėtumas. Augalų biomasė ir augalinės kilmės pašarai nėra mikrobiologiškai „neutralūs“, o jų būklė gali kisti, priklausomai nuo augimo sąlygų, drėgmės ir laikymo. Kai kurios Pantoea bakterijos pasižymi biokontrolės savybėmis ir gerina pašarų kokybę, o kitos rūšys, esant nusilpusiam gyvulių imunitetui, gali sukelti infekcijas. Taip pat žolėje buvo aptinkamos Staphylococcus bakterijos, kurios yra dažnai randamos įvairiose aplinkose. Tokie mikroorganizmai yra įprasti ūkio „gyventojai“ ir patys savaime pavojaus nekelia. Tačiau kai kurios šių bakterijų padermės dėl daugybinio atsparumo antibiotikams plitimo sukelia rimtas grėsmes veterinarijai ir visuomenės sveikatai. Per didelis jų kiekis gali tapti problema, todėl svarbu stebėti bendrą mikrobiologinę pusiausvyrą.

Tirtuose vandens mėginiuose nustatytos bakterijos, būdingos vandens aplinkai, pavyzdžiui, Limnohabitans ar Polynucleobacter. Šios bakterijos dažniausiai aptinkamos gėluose vandens telkiniuose ir laikomos įprastomis vandens mikroorganizmų bendrijos dalimis. Jos yra svarbios, palaikant stabilią ir saugią ūkių vandens kokybę. Kartu vandenyje buvo randama ir bakterijų, aptinkamų dirvožemyje ar žolėje, pavyzdžiui, Devosia, Rhizobium. Tai leidžia manyti, kad vanduo ūkyje veikia kaip savotiškas visos sistemos „veidrodis“, galintis atspindėti bendrą mikrobiologinę situaciją ir jungti skirtingas ūkio aplinkas.

Panašios tendencijos pastebėtos ir tiriant grybinius mikroorganizmus. Fusarium ar Aspergillus buvo aptinkami visose aplinkose, tačiau jų kiekiai labai skyrėsi. Aspergillus dažniausiai dominavo žolėje ar pašaruose, o dirvožemyje ir vandenyje jų buvo gerokai mažiau. Šiais grybais užteršti pašarai praranda kokybę ir nėra tinkami gyvulių pašarui. O štai Fusarium dažniau buvo randami dirvožemyje, taip pat mažais kiekiais aptinkami augalinėje ir vandens aplinkoje. Pastarieji grybiniai mikroorganizmai gali ilgai išlikti dirvoje ir turėti neigiamą poveikį augalams. Kai kurios Aspergillus ir Fusarium rūšys gali sintetinti toksinus, kurie sukelia rimtą grėsmę gyvulių ir žmonių sveikatai.

Nematomi procesai

Vandens mėginiuose dažniau pasitaikė mielėms artimi grybai, tokie kaip Wickerhamomyces ar Rhodotorula, kurie būdingi drėgnoms aplinkoms ir dažnai aptinkami paviršiniuose vandenyse. Wickerhamomyces išsiskiria savo teigiamomis savybėmis ir svarba žemės ūkyje, ypač gyvulininkystėje, tačiau Rhodotorula gali sukelti nepageidaujamus padarinius aplinkai ir žmonėms.

Šie pavyzdžiai rodo, kad mikroorganizmų buvimas skirtingose ūkio aplinkose yra normalios, veikiančios ūkio ekosistemos požymis. Pats jų aptikimas neturėtų būti automatiškai siejamas su pavojumi. Problemos kyla tuomet, kai tam tikrų mikroorganizmų vienoje aplinkoje tampa per daug.

Mokslininkų vykdomo projekto PROMIC metu gauti rezultatai skatina į ūkį žvelgti kaip į visumą. Dirvožemio priežiūra, augalų auginimas ir vandens tvarkymas yra tarpusavyje susiję procesai, o sprendimai, įgyvendinti vienoje srityje, gali turėti poveikį ir kitoms. Nors šie tyrimai nesiūlo greitų praktinių sprendimų, jie suteikia mokslinį pagrindą suprasti, kad ūkis veikia kaip viena gyva mikrobiologinė sistema, kurioje nematomi procesai yra ne mažiau svarbūs nei matomi rezultatai.

VMTI Gamtos tyrimų centro mokslo darbuotoja dr. Juliana LUKŠA-ŽEBELOVIČ