Речь идет о бактериях SAR11, которые могут составлять до 40% морских бактериальных клеток. Ученые считали, что их успех связан с оптимизацией генома — эволюционным процессом, в ходе которого организмы теряют гены, чтобы снизить энергетические затраты в условиях дефицита питательных веществ. Бактерии SAR11 играют важную роль в круговороте углерода в океане.
Однако исследование, опубликованное в журнале Nature Microbiology, предполагает, что в этом могут крыться проблемы. Есть мнение, что необычайный эволюционный успех SAR11, который помог адаптироваться бактериям к стабильной среде с низким содержанием питательных веществ, возможно, сделал их уязвимыми, особенно в океанах. Из-за изменения климата в океанах сейчас происходят значительные изменения.
Исследователи проанализировали сотни геномов SAR11 и обнаружили, что во многих из них отсутствуют гены, которые обычно необходимы для контроля клеточного цикла — процесса, координирующего репликацию ДНК и деление клеток. У большинства бактерий эти гены необходимы для здорового роста. При изменении условий окружающей среды отсутствие регуляции, приводит к проблемам у SAR11.
Ученых удивило, как клетки SAR11 реагировали на стресс. Вместо того чтобы просто замедлить рост, многие клетки продолжали копировать свою ДНК, но не делились. В результате этого появлялись клетки с аномальным количеством хромосом. Эти аномальные клетки с дополнительными хромосомами часто увеличивались в размерах и в конечном счете погибали. В результате общий рост популяции замедлялся, даже когда питательных веществ было в избытке. Это открытие ставит под сомнение общепринятые представления о росте микроорганизмов.
Полученные данные также помогают объяснить, почему популяция SAR11 часто сокращается на поздних стадиях цветения фитопланктона, когда увеличивается количество органических веществ. Важно, что их чувствительность к потеплению может привести к изменению микробных сообществ. Исследование имеет большое значение для понимания процессов изменения климата и морских экосистем.
Ранее Наука Mail рассказала о том, как внутри гигантской океанской воронки ученые нашли 1700 новых вирусов.
