Идеальные творения? Американские ученые нашли уникальных микробов, которые не подвержены эволюции

18.04.2021 в 11:29

398

Идеальные творения? Американские ученые нашли уникальных микробов, которые не подвержены эволюции

Фото: из открытых источников

Они обитают в заполненных водой полостях внутри скал в полностью независимой экосистеме

Исследования ученых из США показали, что группа микробов почти не менялась, то есть находилась в эволюционном застое в течение миллионов лет.

Открытие может иметь важные последствия для биотехнологии и научного понимания эволюции микробов, уверены авторы исследования из Лаборатории Бигелоу по изучению океана.

«Это открытие показывает, что мы должны быть осторожны, делая предположения о скорости эволюции и о том, как мы интерпретируем древо жизни», — сказал Эрик Беккрафт, ведущий автор статьи.

Микроб Candidatus Desulforudis audaxviator был впервые обнаружен в 2008 году группой ученых во главе с Таллисом Онстоттом. Найденные в южноафриканском золотом руднике почти в двух милях от поверхности Земли, микробы получают необходимую им энергию в результате химических реакций, вызванных естественным радиоактивным распадом минералов.

Они обитают в заполненных водой полостях внутри скал в полностью независимой экосистеме, свободной от солнечного света или каких-либо других организмов.

Из-за их уникальной биологии и изоляции авторы нового исследования хотели понять, как развивались микробы. Они исследовали другие образцы окружающей среды глубоко под землей и обнаружили Candidatus Desulforudis audaxviator в Сибири и Калифорнии, а также в нескольких шахтах в Южной Африке. Поскольку каждая среда была химически разной, эти открытия дали исследователям уникальную возможность искать различия, которые возникли между популяциями за миллионы лет их эволюции.

«Мы хотели использовать эту информацию, чтобы понять, как они развивались и какие условия окружающей среды приводят к каким генетическим адаптациям», — сказал старший научный сотрудник лаборатории Бигелоу Рамунас Степанаускас.

Используя передовые инструменты, которые позволяют ученым читать генетические чертежи отдельных клеток, исследователи изучили геномы 126 микробов, полученных с трех континентов. Удивительно, но все они оказались практически идентичными.

«Это был шок. У них был одинаковый геном, и мы начали чесать в затылках», — сказал Степанаускас.

Ученые не нашли доказательств того, что микробы могут перемещаться на большие расстояния, выживать на поверхности или долго жить в присутствии кислорода. То есть, как только исследователи определили, что нет возможности перекрестного заражения образцов во время исследования, правдоподобных объяснений стало меньше.

«Лучшее объяснение, которое у нас есть на данный момент, заключается в том, что эти микробы не сильно изменились с тех пор, как их физическое местонахождение разошлось во время распада суперконтинента Пангеи около 175 млн лет назад. Они кажутся живыми окаменелостями тех дней. Это звучит довольно безумно и противоречит современному пониманию эволюции микробов», — сказал Степанаускас.

Степанаускас и его коллеги предполагают, что обнаруженная ими неподвижная эволюция связана с мощной защитой микробов от мутации, которая по существу заблокировала их генетический код. Если исследователи правы, это будет редкая функция с потенциально ценными преимуществами.

Дело в том, что микробные ферменты, которые создают копии молекул ДНК, широко используются в биотехнологии. Особенно ценны ферменты с высокой точностью воспроизведения или способностью воссоздавать себя с небольшими различиями между копией и оригиналом.

Интересные новости всегда под рукой в нашем Telegram-канале