Významné poznatky o produkci metanu v půdě

Tento týden vyšel kolektivu autorů z Ústavu půdní biologie Biologického centra AV ČR vědecký článek v časopise PLOS ONE, který přináší významné poznatky o produkci metanu střevními mikroorganismy u mnohonožek.

Studie přináší první podrobný přehled o druhové rozmanitosti metanogenních mikroorganismů v zažívacím traktu mnohonožek, získaný pomocí molekulárně biologických technik. Význam takových studií nespočívá pouze v tom, žepřináší nové poznatky o přírodní produkci metanu jako významného"skleníkového" plynu. Některé mikroorganismy trávicího traktumnohonožek patří ke skupinám využitelným v biotechnologiích jako producenti energetickyvýznamných plynů. Kromě producentů metanu se tu vyskytují mikroorganismy, kteréumí produkovat vodík. Trávicí trakt těchto bezobratlých živočichů představujevlastně zmenšenou přírodní obdobu reaktorů na bioplyn. Výzkum zákonitostíprocesů, které zde probíhají, může tedy v budoucnu přinést i velmi praktickévýstupy.

Autory článku jsou Vladimír Šustr, Alice Chroňáková, Stanislava Semanová, Karel Tajovský a Miloslav Šimek.

Další výsledky souvisejíci s touto studií představí na 16. myriapodologickém kongresu, který se koná po celý příští týden v Olomouci a na jehož organizaci se spolupodílí Ústav půdní biologie BC AV ČR.

Abstrakt článku:

Porovnávali jsme produkci metanu střevními metanogenními mikroorganismy u různých vývojových linií mnohonožek. Srovnávali jsme i strukturu společenstev těchto mikroorganismů. Byly zkoumány mnohonožky tropické i z mírného pásu, celkem 35 druhů patřících do 17 čeledí. Jenom některé mnohonožky produkují metan. Ty patří většinou do řádů Julida, Spirobolida a Spirostreptida. Nerovnoměrné rozdělení produkce metanu mezi různé vývojové linie mnohonožek potvrzují i některé výsledky molekulární biologie, jako je analýza přítomnosti mikrobiálního genu mcrA, který je typický pro metan produkující mikroorganismy ze skupiny Archaea. Jiné metody, například přítomnost 16S rRNA genu metanogenních mikroorganismů u všech testovaných mnohonožek a produkce metanu ze všech exkrementů mnohonožek, pokud jsou inkubovány v anaerobním prostředí, však naznačují, že všechny druhy mnohonožek mají zřejmě potenciální schopnost hostit tyto mikroorganismy ve svém trávicím traktu.

Tato studie přináší první podrobný přehled o druhové rozmanitosti metanogenních mikroorganismů v zažívacím traktu těchto členovců získané pomocí molekulárně biologických technik. V trávicím traktu mnohonožek byla pomocí denaturační gradientové gelové elektroforézy (DGGE) prokázána genetická informace odpovídající skupinám Methanosarcinales, Methanobacteriales, Methanomicrobiales a dalším nespecifikovaným skupinám mikroorganismů náležícím do širší skupiny Archaea.   

Rozdíly fyziologických vlastností a ekologických nároků methanogenních mikroorganismů vyskytujících se u různých řádů mnohonožek ukazují, že složení metanogenního mikrobiálního společenstva může být modifikováno různou dostupností substrátů nutných pro mikrobiální tvorbu metanu nebo ovlivněno přítomností nebo nepřítomností symbiotických prvoků v trávicím traktu. Nepříznivé podmínky pak u některých skupin mnohonožek zabrání růstu populací metanogenních mikroorganismů, což se projeví absencí měřitelné produkce metanu.