Monilajiset bakteeriyhteisöt palautuvat ajan myötä kriiseistä

Suomalaiset ja saksalaiset tutkimusryhmät ovat tutkineet laboratorioympäristössä, miten useista lajeista koostuvat bakteeriyhteisöt reagoivat häiriöihin. Laboratorion ulkopuolella tällaisia häiriöitä voi aiheuttaa esimerkiksi antibioottikuuri, joka lakaisee hetkellisesti osan suolistobakteereista tieltään ja aiheuttaa antibioottiripulin. Myös maapallon lämpeneminen ja pitkien kuivuusjaksojen kaltaiset ääriolosuhteet voivat sotkea monien eliöyhteisöjen toimintaa.

Tutkijat testasivat yhteisöjen toipumista lisäämällä 34-lajisten bakteeriyhteisöjen ympäristöön sysäyksen antibiootteja. Odotetusti bakteeriyhteisöt muuttuivat antibioottikäsittelyjen vuoksi, ja muutoksen suuruus oli linjassa antibioottiannoksen vahvuuden kanssa.

– Bakteeriyhteisö palautui kuitenkin lähes alkuperäiseksi kaikissa paitsi eniten antibiootteja sisältäneessä kokeessa. Yhteisön toipumista auttoi myös se, kun lisäsimme pienen määrän alkuperäistä yhteisöä antibiootilla käsiteltyyn bakteeriyhteisöön. Toisin sanoen lajivirta on olennainen tekijä kyvyssä palautua häiriöistä, toteaa tutkija Johannes Cairns Helsingin yliopiston Bioinformatics and Evolution -ryhmästä.

Cairnsin mukaan tulos antaa kokeellista tukea esimerkiksi nykyiselle käytännölle, missä antibioottihoidon jälkeen potilaille suositellaan probioottikuureja, sekä nykyisiä probiootteja tehokkaampien, bakteereja sisältävien hoitosovellusten kehittämiselle.

– Tulokset myös viittaavat siihen, että lajien säilöminen ja niiden uudelleenasuttaminen tai esimerkiksi sirpaloituneiden elinympäristöjen jälleenyhdistäminen voivat olla keskeisiä tekijöitä luonnonsuojelutyössä.

Tutkijat havaitsivat myös, että rinnakkaiset yhteisöt reagoivat häiriöihin melko toistuvalla tavalla eri koekäsittelyjen sisällä. Tämä kielii siitä, että yhteisön tapaa reagoida häiriöihin määrittävät lajien ekologiset ominaisuudet, kuten kilpailukyky ja herkkyys häiriötekijälle.

 – Tästä syystä häiriöiden aiheuttamaa yhteisövastetta saatetaan voida joissain tapauksissa ennustaa paremmin kuin aiemmin on arveltu.

Artikkeli:

Johannes Cairns, Roosa Jokela, Lutz Becks, Ville Mustonen and Teppo Hiltunen. Repeatable ecological dynamics govern the response of experimental communities to antibiotic pulse perturbation. Nature Ecology and Evolution. DOI : 10.1038/s41559-020-1272-9

Roosa Jokelan blogikirjoitus kokemuksistaan pro gradu -työntekijänä (englanniksi)