Американские и швейцарские ученые обнаружили, что некоторые особенности метаболизма зеленых и пурпурных серобактерий связаны с вирусной инфекцией. Возможно, так же дело обстоит и с другими бактериями, например с цианобактериями. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Миллиарды лет назад Земля выглядела совершенно иначе. Вулканическая активность была выше, на Землю падали метеориты, а токсичные газы, такие как метан, были опасны для современной жизни. Кроме того, на Земле не всегда была кислородная атмосфера. До ее появления на планете существовали фотосинтезирующие бактерии, которые получали энергию из солнечного света. Однако фотосинтез не был привычным — в результате него не вырабатывался кислород. Такой бескислородный фотосинтез способны осуществлять пурпурные и зеленые серобактерии.
В новом исследовании американские и швейцарские ученые исследовали пурпурных и зеленых серобактерий на северо-востоке штата Вашингтон. В частности, они изучали озера с дефицитом кислорода, так как именно в них обычно обитают серобактерии. Поведение найденных бактерий оказалось необычным. Считается, что пурпурным серобактериям требуется больше солнечного света, при этом они не способны выдерживать избыток сероводорода, поэтому они обычно сосредотачиваются возле поверхности воды. Зеленым серобактериям, напротив, нужно меньше солнечного света, и они толерантны к сероводороду, поэтому занимают нишу под пурпурными серобактериями. Бактерии же в озерах штата Вашингтон жили по иным правилам. Либо их популяции смешивались, либо только одна преобладала над другой. Оказалось, что все дело в вирусной инфекции.
Ученые проанализировали метагеномы бактерий и обнаружили, что некоторые их гены произошли от вирусов. В частности, это гены, отвечающие за выработку пигментов и метаболизм углерода и серы. Это подтверждает, что не только климат и окружающая среда влияют на организмы, но и биологические факторы вроде вирусной инфекции. Теперь перед исследователями стоит ряд вопросов: как давно вирусы изменили геном этих бактерий? На какие другие бактерии повлияла вирусная инфекция? Каково влияние этой инфекции — положительное или отрицательное?
Исследователи подозревают, что вирусы могут заражать и других бактерий — цианобактерий. Это фотосинтезирующие бактерии, которые способны вырабатывать кислород. Однако также они ответственны за «цветение» водоемов, из-за чего они становятся непригодными для жизни других организмов. Возможно, на их поведение также влияют вирусы, однако ученым еще предстоит это выяснить и доказать.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
