Цианобактерии — одни из древнейших обитателей Земли и важная опора экосистем. Эти нити из последовательных клеток встречаются почти везде — в океане, пресных водоемах, почве и даже на влажных камнях. Они производят кислород и органический углерод, но большинство сведений о них получено в лабораториях под постоянным светом. Новые данные Морской биологической лаборатории показали, что в природе их жизнь подчинена ритму дня и ночи.
Исследователи проследили суточные изменения активности генов у Nostoc punctiforme — многоклеточного вида с крупным геномом объемом около 8 млн нуклеотидов. Днем клетки концентрируются на фотосинтезе, усвоении углерода и подготовке к делению. После наступления темноты организм переключается на восстановление ДНК и активацию участков генома, которые в обычных лабораторных условиях долгое время оставались спокойными. В ночные часы начинают работать мобильные генетические элементы, которые обеспечивают быстрые мутации в отдельных участках генома. Тогда же в геноме перемещаются фрагменты, переносимые вирусами, — фаги.
Эти процессы особенно интенсивны ночью, и могут влиять не только на адаптацию самого N. punctiforme, но и на стабильность окружающих микробных сообществ. Для организмов с таким объемным геномом подвижные элементы становятся удобным способом быстро реагировать на меняющиеся условия.
Цианобактерии заметно влияют на химические процессы в океанах, а их мобильные элементы могут изменять генетику соседних микробов. Какие именно генетические «переходы» они создают в среде и как эти изменения отражаются на устойчивости экосистем, еще предстоит выяснить.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что бактерия выжила в космосе и может производить кислород на Марсе.
