Ученые назвали организм, который безжалостно застрял в эволюционной временной петле. Узнайте, о ком идет речь в нашем видео!

Озеро Мендота в Висконсине претерпевает изменения с приходом сезонов: зимой оно покрывается льдом, а летом — водорослями. В новом исследовании ученые проанализировали озеро и выявили организм, застрявший в эволюционных петлях из-за циклических климатических изменений, сообщает Science Alert.

Исследование было проведено командой из Техасского университета в Остине. Ученые изучили 471 образец микробов из озера, собранных за два десятилетия, и проанализировали генетические изменения как внутри видов, так и между ними с течением времени.

Результаты показали, что тысячи видов бактерий эволюционируют на протяжении поколений, а затем возвращаются почти к прежнему состоянию с изменением сезонов. Поскольку микробы живут всего несколько дней, это говорит о генетической эволюции, охватывающей тысячи поколений за один год.

Соавтор исследования, морской ученый Бретт Бейкер из Техасского университета в Остине, отметил, что эти циклы повторяются из года в год. Из 2855 изученных бактериальных геномов циклические сезонные изменения были обнаружены в 80% из них. Авторы исследования подчеркивают, что их данные кардинально меняют наше представление о том, как микробные сообщества изменяются со временем. Более того, ученые считают, что новые результаты могут многое рассказать о микробной экологии и эволюции в дикой природе.

Анализ показал, что в условиях изменения окружающей среды различные штаммы бактерий смогли процветать и в конечном итоге становились доминирующими, подрывая позиции других штаммов с изменением времен года. Около 20% изученных видов также продемонстрировали более устойчивую модель генетических изменений, охватывающую десятилетия.

Это поведение стало особенно очевидным в 2012 году, когда озеро испытало более жаркое и засушливое лето. Исследователи отметили значительный сдвиг в генах, отвечающих за азотный метаболизм бактерий в этот период. Предполагается, что это связано с более низким уровнем водорослей, производящих азот.

Команда также использовала суперкомпьютер, что позволило значительно ускорить процесс. Ученые собрали метагеномы из каждого образца воды, что дало возможность тщательно изучить ДНК генетических последовательностей фрагментов ДНК с течением времени.

По словам соавтора исследования, микробиолога Робина Ровера из Техасского университета, результаты их работы показывают, что экология и эволюция, вероятно, развиваются параллельно, а не вразрез друг другу. Авторы исследования также отмечают, что это важное открытие, особенно в контексте изучения Земли, которая продолжает нагреваться.

Понимание того, какие штаммы бактерий будут преобладать, помогает ученым оценить, сколько углерода могут поглотить озера и как водные пищевые цепи могут пострадать от адаптации к более теплым сезонам. Это знание особенно актуально в условиях изменения климата, которое постепенно меняет времена года и изменяет средние температуры, а также вызывает экстремальные погодные явления.