День Білки: знайдено озеро, де життя еволюціонує, щоб зрештою все почати спочатку.

Ніби Білл Мюррей у фільмі "День бабака", бактерії в озері Вісконсина перебувають у своєрідному нескінченному циклі, з якого, здається, вони просто не можуть вийти. У новому дослідженні вчені зосередилися на вивченні причин цього явища, пише PHYS.org.

Команда виявила, що протягом року більшість окремих видів бактерій в озері Мендота швидко еволюціонують. Це, ймовірно, відбувається у відповідь на різкі зміни сезонів. Аналіз показав, що варіанти генів зростають і зменшуються протягом поколінь, але сотні окремих видів повертаються до майже таких самих копій, якими вони були генетично до тисячі або близько того поколінь еволюційного тиску. Варто зазначити, що тривалість життя окремих мікробів становить всього кілька днів, а не цілі сезони — вчені порівняли геноми бактерій, щоб вивчити зміни видів з плином часу.

За словами співавтора дослідження, наукового співробітника Техасського університету в Остіні Робіна Ровера, вони з колегами були здивовані, виявивши, що більша частина бактеріального співтовариства зазнає подібних змін. Команда сподівалася виявити лише кілька цікавих прикладів, але їх виявилося сотні.

Відомо, що озеро Мендота сильно змінюється від сезону до сезону: взимку воно покрите льодом, а влітку — водоростями. У межах одного і того ж виду бактерій штамми, які краще адаптовані до одного набору умов навколишнього середовища, витіснятимуть інші штамми протягом сезону, тоді як інші штамми отримають шанс проявити себе в інші сезони.

У ході дослідження вчені використовували унікальний архів з 471 зразка води, зібраних протягом двох десятиліть в озері Мендота. Для кожного зразка води вчені зібрали метагеном, усі генетичні послідовності з фрагментів ДНК, залишених бактеріями та іншими організмами. У результаті вченим вдалося зібрати найдовший часовий ряд метагенома, коли-небудь зібраний з природної системи.

За словами Ровера, результати дослідження насправді повністю змінюють наше розуміння того, як мікробні спільноти змінюються з часом. Більше того, вчені вважають, що це дослідження — лише початок того, що ми можемо дізнатися про мікробну екологію та еволюцію в природі. Команда зазначає, що їм також вдалося виявити більш тривалі генетичні зміни.

Спостереження показують, що в 212 році озеро зіткнулося з незвичайними умовами: льодовий покрив зник рано, а літо було сухішим і спекотнішим за звичайне, а потік води з річки, що впадає в озеро, значно зменшився. Вчені також помітили, що водорості, які вважаються важливим джерелом органічного азоту для бактерій, виявилися рідшими, ніж зазвичай. Вчені також виявили, що бактерії в озері в той рік зазнали значного зсуву генів.

Команда вважає, що з сотень бактерій їм вдасться виявити лише одну або дві з тривалим зсувом. Але натомість великі зміни послідовностей були виявлені у кожної п’ятої. Варто зазначити, що вчені змогли вивчити лише один вид, але вважають, що деякі інші види також зазнали змін.