Урбанизация в антропоцене все больше внедряется в планетарные процессы, выходящие далеко за пределы региональных и политических границ, и оказывает огромное влияние на локальное и глобальное распределение живых организмов. Ключевым элементом любой экосистемы является микробиом. Амебоидные протисты («амебы»), большая часть которых входит в состав супергруппы Amoebozoa, являются неотъемлемой частью микробиома, составляя в некоторых типах биотопов до 70% всего разнообразия микроэукариот. Будучи активными потребителями грибов, бактерий и одноклеточных водорослей, они активно регулируют их численность. Разрушая бактериальные биопленки, амебы делают составляющих их бактерий доступными для других групп организмов, и выступают в роли ключевого компонента, обеспечивающего формирование сообщества и в значительной степени регулирующего его пространственную структуру и видовой состав.
Предлагаемый проект представляет собой первое широкомасштабное исследование сообществ Amoebozoa в урбанистических местообитаниях с использованием современных морфологических и молекулярных методов и подходов, охватывающее как традиционные группы амеб (Tubulinea, Discosea), так и гораздо менее изученные (но многочисленные в природных местообитаниях) классы Amoebozoa, такие как Variosea, Archamoebea и Cutosea.
Объектом изучения будут являться городские парки крупных мегаполисов России (Санкт-Петербург, Москва и Нижний Новгород) и Китая (Ухань, Сямынь и Шэньчжэнь). Для изучения процессов формирования сообществ и миграции видов между экотопами будут применены современные математические методы анализа. Впервые будут получены
«метагеномные профили» сообществ Amoebozoa, которые позволят интегрально оценивать разнообразие и структуру сообщества в ходе метагеномного анализа и, по мере накопления данных, классифицировать и сравнивать сообщества из различных сестообитаний. Отдельное внимание будет обращено на обнаружение в метагеномах молекулярных
сигнатур амеба-резистентных бактерий, что позволит оценить связанные с этим риски для здоровья человека в рамках концепции “One Health”
В рамках исследования мы хотим проверить:
(1) действительно ли урбанистические местообитания демонстрируют высокое видовое богатство Amoebozoa в силу существенного уровня антропогенной интродукции видов,
(2) подтверждается ли предположение о том, что большая часть видового разнообразия остается «скрытой» при морфологических исследованиях, и встречаются ли в составе сообщества явно интродуцированные виды, нетипичные для изучаемых местообитаний,
(3) действительно ли разнообразие видов, находящихся в покоящемся состоянии, существенно превышает таковое активного сообщества, осуществляющего экосистемные функции. Мы полагаем, что именно это определяет высокую системную устойчивость микробного сообщества,
(4) возможно ли использовать метагеномные профили для экспресс-оценки состояния экосистемы и насколько результаты профилирования eDNA проб коррелируют с результатами изучения тотальной РНК и морфологических исследований.
Результаты работы, помимо новых фундаментальных знаний об организации и функционировании сообществ простейших в условиях антропогенного стресса, необходимы для решения задач в рамках обеспечения научной поддержки формирования и сохранения биоразнообразия в экосистемах городских парков. Данные об обилии и характере распространения патогенных видов амеб и устойчивых к амебам бактерий послужат основой для понимания и оценки потенциальных рисков, исходящих от микробных сообществ городских парков и имеют медико-санитарное значение.
Реализация проекта, помимо решения научных задач, позволит расширить спектр научных связей между российскими и китайскими протистологами, и приведет к внедрению новых форм взаимодействия и повышению эффективности совместных исследований. Это будет особенно полезно для младших членов обеих команд, позволяя им работать на переднем крае современных исследований в области разнообразия и экологии протистов.
