Назвали організм, який жорстоко застряг у еволюційній часовій петлі: про кого йдеться (відео)

Озеро Мендота у Вісконсині трансформується через зміну сезонів: взимку воно покривається льодом, а влітку – водоростями. У новому дослідженні вчені вивчили озеро і виявили в ньому організм, що застряг у еволюційних петлях через циклічні зміни клімату, пише Science Alert.

Новий дослідження було проведено командою з Техаського університету в Остіні. Під час дослідження вчені проаналізували 471 зразок мікробів озера, зібраних за два десятиліття, а потім вивчили генетичні зміни всередині видів і між ними з плином часу.

Дані показали, що тисячі видів бактерій еволюціонують протягом поколінь, а потім повертаються майже до ідентичного стану в процесі зміни сезонів. Оскільки мікроби насправді живуть лише кілька днів, йдеться про генетичну еволюцію, яка охоплює тисячі поколінь протягом одного року.

За словами співавтора дослідження, морського вченого з Техаського університету в Остіні Бретта Бейкера, ці цикли повторюються з року в рік. З 2855 вивчених бактеріальних геномів циклічні сезонні зміни були виявлені в 80% з них. Автори дослідження також зазначають, що отримані ними дані насправді повністю змінюють наше розуміння того, як мікробні спільноти змінюються з часом. Більше того, вчені вважають, що нові дані також багато розкажуть про мікробну екологію та еволюцію в природі.

Аналіз вчених показав, що в міру зміни умов навколишнього середовища різні штамми бактерій змогли процвітати і врешті-решт стали домінуючими, посилюючи позиції інших штамів, коли пори року змінювалися. Приблизно 20% вивчених видів також продемонстрували більш стабільну модель генетичних змін, яка охоплює десятиліття.

Ця поведінка особливо помітна в 2012 році, коли озеро пережило більш спекотне і посушливе літо. Автори дослідження помітили суттєвий зсув у генах, що керують азотним метаболізмом бактерій у той період. Передбачається, що це сталося через нижчий рівень водоростей, які виробляють азот.

Команда також використовувала суперкомп'ютер, що допомогло їм значно прискорити процес. Вчені зібрали метагеноми з кожного зразка води, що дозволило їм ретельно вивчити ДНК генетичних послідовностей фрагментів ДНК з плином часу.

За словами співавтора дослідження, мікробіолога Робіна Ровера з Техаського університету, результати їхньої роботи з колегами показують, що екологія та еволюція, ймовірно, йдуть рука об руку, а не діють окремо. Автори дослідження також зазначають, що це важливе відкриття, особливо коли йдеться про вивчення Землі, яка продовжує нагріватися.

Знання про те, які штамми бактерій будуть домінувати, допомагає вченим зрозуміти, скільки вуглецю можуть поглинати озера і як водні харчові ланцюги можуть постраждати через адаптацію до більш теплих сезонів. Це знання особливо важливе в умовах зміни клімату, яке поступово зміщує пори року і змінює середні температури, а також викликає екстремальні погодні явища.