Znanstvenici su u škrgama karipskih riba pronašli bakterije koje energiju crpe iz anorganskih spojeva, a ne iz sunčeve svjetlosti — što je prvi takav nalaz kod riba.
Istraživači iz Leibnizova centra za tropsku morsku istraživanja (ZMT) i Instituta za kemiju i biologiju mora (ICBM) analizirali su metagenom — ukupnu DNA iz tkiva — stotina uzoraka škrga riba roda Hypoplectrus, poznatih kao hamleti, s područja Velikih Antila. Rezultati su objavljeni u časopisu PLOS Genetics.
Više od 95 posto izolirane DNA potjecalo je od samih riba, a manje od pet posto od mikroorganizama. No upravo je taj mali dio bio dovoljan za otkriće: znanstvenici su rekonstruirali 70 bakterijskih genoma iz 17 bakterijskih skupina i utvrdili da je velika većina njih nova za znanost.
Mikrobiom škrga pokazao se potpuno različitim od zajednice mikroorganizama u okolnoj morskoj vodi. To znači da se radi o specijaliziranoj zajednici koja živi na škrgama, a ne o pukom odrazu okoliša.
Kemosinteza izvan dubokog mora
Najveće iznenađenje bilo je otkriće da najrasprostranjenije bakterije u škrgama posjeduju sve gene potrebne za kemosintezu — sposobnost fiksiranja ugljikova dioksida pomoću energije dobivene oksidacijom anorganskih spojeva, umjesto putem sunčeve svjetlosti.
Radi se o proteobakterijama iz porodice Burkholderiaceae. Takve bakterije dosad su dokumentirane u dubokomorskim hidrotermalnim izvorima te u simbiozi s beskralježnjacima poput kolutićavaca i mekušaca, ali nikada u riba.
Oscar Puebla, ekolog riba na ZMT-u i profesor na Sveučilištu u Oldenburgu, opisuje kako je do otkrića došlo gotovo slučajno. U ranijim istraživanjima mikrobna DNA smatrana je kontaminacijom i odbacivana. „Jednog dana smo pomislili: zašto ne bismo zauzeli suprotan stav, pogledali mikrobiom škrga i zanemarili DNA ribe?”, rekao je Puebla.
Njegov kolega Martin Helmkampf ističe da su škrge ključno sučelje između tijela ribe i vanjskog okoliša — nisu važne samo za izmjenu plinova pri disanju, nego i za imunost, izlučivanje otpadnih tvari te regulaciju pH vrijednosti i saliniteta.
Što ovo znači za akvakulturu
Autori zaključuju da škrge ugošćuju složen i specijaliziran mikrobiom koji je još uvijek slabo shvaćen, ali bi mogao igrati ulogu u metabolizmu, imunosti i zdravlju riba. Puebla napominje da su istraživači tek u fazi istraživanja i otkrivanja te da gotovo ništa ne znaju o važnosti mikrobioma škrga za fiziologiju riba — što je relevantno i u akvakulturi i u divljim populacijama koje se suočavaju s brzim promjenama okoliša.
Ovo otkriće otvara pitanje koje istraživači nisu postavili: ako bakterije u škrgama riba mogu provoditi kemosintezu, koliko je takvih sposobnosti prisutno u ribama koje ljudi uzgajaju i jedu? Odgovor bi mogao promijeniti način na koji razumijemo zdravlje ribljih populacija — i u uzgajalištima i u morima koja se zagrijavaju.