Pohjavesimikrobien koostumus suhteessa liuenneen hiilen määrään

Abstract

Pohjavedet ovat suurimpia puhtaan juomaveden tuottajia. Euroopassa jopa 75 % ihmisistä käyttää pohjavesiä ensisijaisena juomaveden lähteenä, mikä tekee niistä ihmisille tärkeän ekosysteemipalvelun. Ekosysteemeinä pohjavedet ovat yleensä vähäravinteisia, kylmiä ja pimeitä. Näissä vesissä elävät mikro-organismit hyödyntävät veteen liuenneita aineita puhdistaen vettä. Vapaasti pohjavesissä elävät mikrobit ovat huonosti tunnettuja, sillä niiden tutkiminen on haastavaa. Näytteenotto pohjavesistä on sijainnin sekä maasto-olosuhteiden vuoksi hankalaa, ja mikrobit ovat herkkiä olosuhteiden muutoksille. Niiden tutkiminen on kuitenkin oleellista puhtaan juomaveden takaamisen vuoksi.

Tutkimuksessani käytin kahta eri menetelmää, yhtenä perinteistä mikrobiologista kasvatusmenetelmää, jolla kuitenkin saadaan kasvatettua vain murto-osa pohjavesistä löytyvistä mikro-organismeista. Toinen käytetyistä menetelmistä, molekyylibiologinen metagenomiikka, mahdollistaa kokonaisten mikrobiyhteisöjen sekä niiden metaboliapotentiaalin tutkimisen ympäristönäytteistä.

Tutkimuksessani haluttiin selvittää, millaisia mikrobeja boreaalisen alueen pohjavedestä löytyy, ja miten ne kykenevät hyödyntämään veteen ympäristöstä liuennutta hiiltä. Yhdistämällä metagenomiikkaa sekä puhdasviljelynäytteitä, saatiin monipuolista dataa sekä lajeista, joita voidaan kasvattaa laboratoriossa, että niistä, joita ei voida viljellä.

Tutkimuksessa havaittiin erilaiset lajikoostumukset hiilen määrältä eriävien näytteenottopaikkojen välillä. Näytteistä löydettiin reilusti proteobakteereja, kuten Burkholderiaceae-heimon bakteereja, ja näytteiden yleisimmät geenit liittyvät energian tuotantoon. Metagenominäytteistä löydettiin myös patescibakteereja ja muita mikrobeja, joiden kasvatus laboratoriossa on haastavaa.