Одна из самых распространенных форм жизни на Земле имеет фатальный недостаток
Доминирующие в океане бактерии SAR11, эволюционировавшие для выживания в бедных питательными веществами водах, оказались уязвимы к изменениям окружающей среды из-за чрезмерной оптимизации своего генома
Короткое резюме
Новое исследование, опубликованное в Nature Microbiology, показывает, что бактерии SAR11, самые многочисленные организмы в поверхностных водах мирового океана, обладают серьёзной уязвимостью. Их эволюционная стратегия «стрижки генома», позволившая им доминировать в стабильных, бедных питательными веществами средах, лишила их ключевых генов, регулирующих клеточный цикл.
В условиях стресса, например, при внезапном изменении состава воды, у многих клеток SAR11 нарушается процесс деления. Они продолжают копировать свою ДНК, но не делятся, создавая аномальные клетки с лишними хромосомами, которые увеличиваются в размерах и в итоге погибают. Это объясняет давнюю загадку, почему популяции SAR11 сокращаются на поздних стадиях цветения фитопланктона, когда в воде появляется новое растворённое органическое вещество.
Эта уязвимость имеет серьёзные последствия для понимания реакции морских экосистем на изменение климата. Поскольку SAR11 играют центральную роль в круговороте углерода в океане, их чувствительность к потеплению и резким изменениям в поступлении питательных веществ может изменить баланс микробных сообществ. В менее стабильных условиях преимущество могут получить организмы с большей регуляторной гибкостью.
Эволюционный успех как ловушка
Стрижка генома, позволившая SAR11 доминировать в бедных питательными веществами водах, лишила их генов, регулирующих клеточный цикл, сделав уязвимыми к изменениям
Аномальный клеточный ответ на стресс
При изменении условий клетки SAR11 продолжают репликацию ДНК без деления, что приводит к появлению нежизнеспособных клеток с лишними хромосомами
Объяснение экологической загадки
Этот механизм объясняет, почему популяции SAR11 сокращаются на поздних стадиях цветения фитопланктона, когда появляется новое органическое вещество
Последствия для изменения климата
Чувствительность ключевых для углеродного цикла бактерий к потеплению и нестабильности может изменить баланс морских микробных сообществ
Текст сгенерирован с использованием ИИ
