Nalezené mikroby, které jsou v evoluční stagnaci desítky milionů let

Nalezené mikroby, které jsou v evoluční stagnaci desítky milionů let
Nalezené mikroby, které jsou v evoluční stagnaci desítky milionů let
Anonim

Výzkum Bigelow Ocean Science Laboratory ukázal, že skupina mikrobů, kteří se živili produkty chemických reakcí způsobených pronikajícím zářením, jsou v evoluční stagnaci po miliony let.

"Tento objev ukazuje, že musíme být opatrní při vytváření předpokladů o rychlosti evoluce a při interpretaci stromu života." Je možné, že některé organismy se evolučně zrychlují jako sprinteři, zatímco jiné zpomalují, což ztěžuje stanovení spolehlivých molekulárních časových linií. “- Eric Beckcraft, hlavní autor studie.

Mikrob Candidatus Desulforudis audaxviator byl poprvé objeven v roce 2008 skupinou vědců vedenou Tallisem Onstottem, spoluautorem nové studie. Nalezeni v jihoafrickém zlatém dole tři kilometry od zemského povrchu získávají potřebnou energii z chemických reakcí způsobených přirozeným radioaktivním rozpadem minerálů.

Žijí v dutinách naplněných vodou uvnitř hornin ve zcela nezávislém ekosystému, bez slunečního světla a jiných organismů.

Kvůli své jedinečné biologii a izolaci chtěli autoři nové studie pochopit, jak se tyto mikroby vyvíjely. Zkoumali další vzorky životního prostředí hluboko pod zemí a našli Candidatus Desulforudis audaxviator na Sibiři a v Death Valley v Kalifornii, stejně jako několik dalších dolů v Jižní Africe.

Tyto objevy poskytly vědcům jedinečnou příležitost najít rozdíly, které vznikly mezi populacemi během milionů let jejich vývoje.

"Chtěli jsme použít tyto informace k pochopení toho, jak se vyvinuly a jaké podmínky prostředí vedou k určitým genetickým adaptacím." Mysleli jsme na mikroby, jako by to byli obyvatelé izolovaných ostrovů- jako pěnkavy, které Darwin studoval na ostrovech Galapágy, “- Ramunas Stepanauskas, spoluautor studie.

Pomocí pokročilých nástrojů, které vědcům umožňují číst genetické plány jednotlivých buněk, vědci studovali genomy 126 mikrobů pocházejících ze tří kontinentů. Překvapivě se všechny ukázaly být téměř totožné.

Podle Stepanauskase to vědce šokovalo a zmátlo. Vědci nenašli žádný důkaz, že by mikrobi mohli cestovat na dlouhé vzdálenosti, přežít na povrchu nebo žít dlouho v přítomnosti kyslíku. V důsledku toho se různé populace nemohly navzájem překrývat.

"Nejlepší vysvětlení, které v tuto chvíli máme, je, že se tito mikrobi od doby, kdy došlo k rozpadu superkontinentu Pangea asi před 175 miliony let, příliš nezměnili." Zdá se, že jsou to živé zkameněliny té doby. To zní dost šíleně a je to v rozporu s moderním chápáním vývoje mikrobů, “- Ramunas Stepanauskas.

Autoři práce poznamenávají, že známá mikrobiální evoluce probíhá mnohem zrychlenějším tempem. Například E. coli se vyvíjí během několika let v reakci na změny prostředí, jako je expozice antibiotikům.

Vědci předpokládají, že stacionární evoluce, kterou objevili, je spojena se silnou obranou proti mutaci mikrobů, která v podstatě zablokovala jejich genetický kód. Pokud mají pravdu, pak je to velmi cenný objev.

Mikrobiální enzymy, které vytvářejí kopie molekul DNA, nazývané DNA polymerázy, jsou v biotechnologiích široce používány. Obzvláště cenné jsou enzymy s vysokou věrností nebo schopností se znovu vytvořit s malými rozdíly mezi kopií a originálem.

"Existuje velká poptávka po DNA polymerázách, které nedělají mnoho chyb." Takové enzymy mohou být užitečné pro sekvenování DNA, diagnostické testy a genovou terapii, “říká Stepanauskas.

Výsledky této studie by mohly mít dalekosáhlé důsledky a změnit způsob, jakým vědci uvažují o genetice mikrobů a rychlosti jejich vývoje.

"Tato data jsou silnou připomínkou toho, že různé mikrobiální větve, které vidíme ve stromu života, se mohou od jejich posledního společného předka velmi lišit." Pochopit to je zásadní pro pochopení historie života na Zemi, “uzavírá Beckcraft.

Doporučuje: