Российские ученые совместно с зарубежными коллегами обнаружили, что древние сульфатредуцирующие бактерии, обитающие в подземных экосистемах в Африке, Северной Америке и Сибири, генетически почти не отличаются друг от друга. При этом расхождение этих популяций произошло вместе с разделением суперконтинента Пангеи. Вероятнее всего, причиной феномена стали очень точные системы репликации ДНК и ее репарации при повреждениях. Статья опубликована в The ISME Journal.
За миллионы лет существования организмы меняются в результате эволюционных процессов. Изменение среды приводит к тому, что наиболее приспособленные организмы, в геномах которых накопились «полезные» изменения, выживают и дают потомство. Так постепенно изменяется ДНК и внешний вид особей. Однако открытие ученых ФИЦ биотехнологии РАН и их зарубежных коллег показало, что это правило не универсально.
«Мы исследовали геномы сульфатредуцирующих бактерий Candidatus Desulforudisaudaxviator из разных уголков мира — Африки, Евразии и Северной Америки. Эти организмы обитают в бескислородных условиях, глубоко под землей в условиях изоляции от поверхностной биосферы, а энергию получают, превращая водород и остаток серной кислоты в сероводород. Так они жили и во времена, когда три материка были слиты в один суперконтинент Пангею, а популяция этих бактерий была едина. Казалось бы, после разделения прошло порядка 165 миллионов лет и организмы должны были пойти по разному пути и накопить отличия в ДНК. На деле все совсем иначе», — рассказывает соавтор исследования Виталий Кадников.
Секвенирование геномов единичных клеток позволило сравнить между собой представителей Candidatus Desulforudis audaxviator из трех географически удаленных районов Земли. Оказалось, что популяции практически не отличаются: совпало более 99,2% их нуклеотидных последовательностей. Вероятно, в основе этого сходства лежат уникальные механизмы защиты и точного воспроизведения молекул ДНК этих бактерий. Миллионы лет они провели под землей, где условия по сравнению с поверхностью планеты оставались достаточно стерильными. По-видимому, мутации, способствующие появлению новых признаков, здесь оказались неблагоприятным для выживания фактором.
Полученные данные сильно отличаются от обычных микробных моделей. Открытие показывает необходимость пересмотра знаний об эволюции бактерий, особенно подземных или живущих на морском дне. Кроме того, исследование их систем защиты и репликации ДНК может иметь биотехнологическое применение.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
