Бактерии — одни из самых разнообразных и древних форм жизни на Земле. Однако большая часть того, что мы о них знаем, относится к небольшой группе видов, изученных в основном из-за их роли в здоровье человека.
«Подавляющее большинство видов бактерий остаётся неизученным, и это действительно ограничивает наше понимание того, как бактерии формируют экосистемы и эволюционировали, чтобы выживать в различных средах», — говорит Йоэль Халлгрен, ведущий автор исследования.
Большинство бактерий размножаются путём простого симметричного деления клеток. Однако представители одной отличительной группы, Caulobacterales, известные своим «стебельчатым» внешним видом, отклоняются от этого правила. У них более сложный жизненный цикл, включающий асимметричное деление клеток, в результате которого образуются два различных типа клеток: одна подвижная и исследовательская, а другая — неподвижная и репродуктивная.
Эволюционные причины, стоящие за этим сложным жизненным циклом, давно озадачивали учёных. Известно, что бактерии Caulobacterales широко распространены в окружающей среде и считаются важными разрушителями растительного вещества в природе, но их экология и эволюция оставались малоизученными.
Исследователи из Стокгольмского университета проанализировали ДНК всех известных видов Caulobacterales, включая недавно собранные образцы из шведских и финских лесных озёр. Их выводы были опубликованы в журнале Nature Communications.
Они обнаружили, что у нескольких пресноводных видов отсутствует более ста генов, обычно связанных со сложным жизненным циклом группы.
Эти бактерии представляют три новых вида в ранее неизвестном роде, который команда назвала Acaudatibacter, что на латыни означает «бактерия без хвоста».
Интересно, что другой представитель Caulobacterales, выделенный в почве в Эквадоре, также лишён того же набора генов жизненного цикла и, как наблюдали исследователи с помощью микроскопии, размножается путём простого симметричного деления клеток. Эта независимая утрата сложности в отдельных линиях даёт представление о наборе генов, необходимых для сложных жизненных циклов бактерий.
«Удивительно видеть, что эволюция неоднократно меняла сложность жизненного цикла одинаковым образом», — говорит Йоэль Халлгрен. «Это даёт нам уникальную генетическую подпись того, как сложность возникает и исчезает в ходе эволюции жизненных циклов бактерий».
Исследователи также сделали ещё одно неожиданное открытие: шведские озёрные бактерии обладают всеми генами, необходимыми для фотосинтеза, способность, ранее неизвестная у Caulobacterales. Это подчёркивает, что фотосинтез более распространён среди бактерий, чем считалось ранее. Дальнейший анализ показал, что примерно 10% видов в этой группе несут гены для улавливания световой энергии.
«Волнительно, что новые виды бактерий из моей родной страны дают нам новые перспективы на фундаментальные концепции в микробиологии», — говорит Халлгрен.
Исследование было результатом тесного междисциплинарного сотрудничества между двумя исследовательскими группами Стокгольмского университета, обе из которых базируются в SciLifeLab, национальной инфраструктуре для биологических наук, когда работа началась.
«Этот проект объединил экспертизу моей лаборатории в области биологии бактериальных клеток и генетики с сильными знаниями группы Сары Гарсии в области микробиальной геномики и экологии», — говорит старший автор Кристина Йонас.
Предоставлено Стокгольмским университетом.
Другие новости по теме
- Зуб морской рептилии указывает на то, что мозазавры могли обитать в пресной воде.
- Белые медведи адаптируются к более тёплому климату, говорится в исследовании
- Исследователи обнаружили новое взаимодействие белка и РНК, которое может помочь в лечении рубцевания тканей
- Путь от фотосинтеза к продовольственной безопасности
- Питательные свойства желудей подтверждены в исследовании
- Грибы-союзники защищают корни растений от болезней, переписывая правила заражения
- Как экстремальные погодные явления влияют на торговлю сельскохозяйственной продукцией между штатами США
- Москиты, созданные в лаборатории, предотвращают развитие малярийного паразита, открывая путь для будущих полевых испытаний
- Крысы используют каннабис для борьбы со стрессом
- Исследование показало, что певчие птицы- warblers заимствуют гены, связанные с цветом, у своих эволюционных соседей
Другие новости на сайте
- Редкое цветение пальм в Рио
- Древняя подводная стена, датируемая 5800 годом до н. э., обнаружена у французского побережья
- Землетрясение магнитудой 6,7 вызвало небольшие волны цунами у северо-восточного побережья Японии.
- Научный юмор важнее, чем когда-либо: основатель премии Ig Nobel
- BBVA и OpenAI объединяются для трансформации глобального банкинга.
- Зуб морской рептилии указывает на то, что мозазавры могли обитать в пресной воде.
- Новый метод повышает надёжность статистических оценок
- Ваш список для чтения на праздники: стратегии, вдохновение и идеи для управления
- Запрет на социальные сети — только начало предстоящих ограничений в Австралии, и у подростков есть веские опасения
- Когда Атлантический океан подбирается всё ближе: исследование помогает уязвимому полуострову Массачусетс подготовиться к повышению уровня моря