Довгий час вважалося, що бактерії SAR11 — найчисельніші мешканці поверхневих вод океану — є ідеально пристосованими до життя в умовах дефіциту поживних речовин. Вони складають до 40% усіх клітин морських бактерій у деяких регіонах, а їхня еволюційна стратегія ґрунтується на так званому «геномному спрощенні»: відмові від зайвих генів для економії енергії.
Однак нове дослідження показало, що ця ефективність має зворотний бік. Виявилося, що SAR11 надзвичайно чутливі до змін навколишнього середовища, і саме це може пояснити їхні різкі падіння чисельності під час фітопланктонних цвітінь, повідомляє www.sciencedaily.com.
Клітинна пастка: коли ефективність стає слабкістю
Вчені проаналізували сотні геномів SAR11 і виявили, що багато штамів втратили гени, які відповідають за регуляцію клітинного циклу. У більшості бактерій ці гени контролюють баланс між реплікацією ДНК та поділом клітини.
У випадку SAR11 цей механізм порушений: під час стресу клітини продовжують копіювати ДНК, але не діляться. У результаті утворюються аномальні клітини з надлишковими хромосомами, які збільшуються в розмірах і зрештою гинуть. Це призводить до зниження загальної швидкості росту популяції навіть тоді, коли поживних речовин достатньо.
Чому це важливо для океану та клімату
SAR11 відіграють ключову роль у глобальному кругообігу вуглецю, впливаючи на те, як він рухається крізь морські харчові ланцюги. Їхня вразливість до нестабільних умов може змінити баланс мікробних спільнот у міру того, як океани стають теплішими та менш передбачуваними.
Основні висновки дослідження:
- SAR11 домінують у стабільних, бідних на поживні речовини водах.
- Втрата генів регуляції клітинного циклу робить їх чутливими до змін.
- Під час стресу клітини копіюють ДНК без поділу, що веде до загибелі.
- Це пояснює падіння їхньої чисельності під час фітопланктонних цвітінь.
- Зміни клімату можуть посилити цю слабкість, впливаючи на екологічний баланс океану.
Читайте також: Вчені з’ясували, чи придатний для життя океан під кригою Європи
Науковці планують детальніше дослідити молекулярні процеси, що стоять за цими порушеннями. Адже розуміння функціонування SAR11 є критично важливим для прогнозування змін у морських екосистемах та глобальному кліматі.
Залишити відповідь