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

Наче Білл Мюррей у фільмі "День бабака ", бактерії в озері Вісконсину перебувають у свого роду нескінченному циклі, з якого вони, схоже, просто не можуть вийти. У новому дослідженні вчені зосередилися на вивченні того, чому це відбувається, пише PHYS.org.

Команда виявила, що протягом року більшість окремих видів бактерій в озері Мендота швидко еволюціонують. Ймовірно, це відбувається у відповідь на різку зміну пір року. Аналіз показав, що варіанти генів зростатимуть і падатимуть упродовж поколінь, але сотні окремих видів повернуться, до майже таких самих копій, якими вони були генетично до тисячі або близько того поколінь еволюційного тиску. Зазначимо, що життя окремих мікробів приблизно становить лише кілька днів, а зовсім не цілі сезони — вчені порівняли геноми бактерій для вивчення змін видів з плином часів.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

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

Відомо, що озеро Мендота сильно змінюється від сезону до сезону: взимку воно вкрите льодом, а влітку водоростями. У межах одного й того самого виду бактерій штами, які краще пристосовані до одного набору умов довкілля, витіснятимуть інші штами протягом сезону, в той час, як інші штами отримають шанс проявити себе протягом інших сезонів.

Під час дослідження вчені використовували унікальний архів із 471 зразка води, зібраних за два десятиліття в озері Мендота. Для кожного зразка води вчені зібрали метагеном, всі генетичні послідовності з фрагментів ДНК, залишених бактеріями та іншими організмами. У результаті вченим вдалося зібрати найдовший часовий ряд метагеному, коли-небудь зібраний із природної системи.

За словами Ровера, результати дослідження насправді повністю змінюють наше розуміння того, як мікробні спільноти змінюються з часом. Ба більше, 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 212 року озеро зіткнулося з незвичайними умовами: крижаний покрив зник рано, а літо було сухішим і спекотнішим за звичайне, а потік води з річки, що впадає в озеро, значно скоротився. Вчені також помітили, що водорості, які вважаються важливим джерелом органічного азоту для бактерій, виявилися більш рідкісними, ніж зазвичай. Вчені також виявили, що бактерії в озері того року зазнали значного зсуву генів.

Команда вважає, що із сотень бактерій їм вдасться виявити лише одну або дві з довгостроковим зсувом. Але замість цього великі зміни послідовностей були виявлені у кожної п'ятої. Зазначимо, що вченим вдалося вивчити лише один вид, але вони вважають, що деякі інші види також зазнали змін.

Раніше Фокус писав про те, що мікроорганізм розкрив головну еволюційну віху.