Микроорганизмы в подповерхностном слое морского дна в эволюционном режиме ожидания

Исследователи из Центра геомикробиологии Орхусского университета (Дания) секвенировали геномы нескольких микроорганизмов, обитающих в подповерхностном слое морского дна Орхусского залива. Результаты раскрывают экстремальный эволюционный режим, контролирующий микробную жизнь в глубокой биосфере.

Жизнь в замедленном темпе

Эволюция микроорганизмов в подповерхностном слое морского дна остановлена, поскольку клетки погребены под непрерывно растущим слоем отложений, и их генетический материал остаётся неизменным на протяжении тысячелетий.

«Это означает, что у этих погребённых микроорганизмов, предположительно, очень низкая адаптивность, в отличие от микробной жизни, которая в остальном окружает нас в нашей среде», — говорит доцент Центра геомикробиологии Каспер У. Кьелдсен.

Обычно микроорганизмы благодаря генетическим мутациям способны развивать новые свойства за короткое время, быстро адаптируясь к окружающей среде. Однако исследователи показали, что микробы в глубоком морском дне растут в замедленном темпе с временем генерации до 100 лет. Поэтому мутации появляются и распространяются в подповерхностных популяциях очень медленно. Для сравнения, кишечные бактерии обычно имеют время генерации 20 минут.

Микроорганизмы в глубоком морском дне живут в среде, крайне бедной пищей. Проще говоря, они «жуют ланч-бокс», который кормил их предков тысячи лет, и доступность энергии поэтому минимальна.

Погребённые заживо

Микробные виды, которые мы находим в глубоком морском дне, — те же самые, что жили на поверхности морского дна тысячи лет назад. В отличие от большинства представителей поверхностного сообщества, эти микроорганизмы выживают при погребении всё глубже в подповерхностный слой.

Остаётся загадкой, почему у этих микроорганизмов есть врождённая способность расти в экстремальных условиях, возникающих в глубоком морском дне.

Исследователи надеются, что новые данные в конечном итоге помогут понять и реконструировать прошлые условия окружающей среды и климата на основе анализа видового состава микроорганизмов в глубоких морских осадочных кернах.

Открытие, изменившее наше понимание микробной жизни в глубокой биосфере дна, недавно было опубликовано в высоко оценённом международном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).