У новому дослідженні вчені вивчили води озера і виявили в них організм, нездатний вибратися з нескінченної еволюційної часової петлі.
Озеро Мендота у Вісконсині трансформується через зміну сезонів: взимку вкривається льодом, а влітку водоростями. У новому дослідженні вчені вивчили озеро і виявили в ньому організм, який застряг в еволюційних петлях через циклічні зрушення клімату, пише Science Alert.
Нове дослідження було проведено командою з Техаського університету в Остіні. Під час дослідження вчені проаналізували 471 зразок мікробів озера, зібраних за два десятиліття, а потім вивчили генетичні зміни всередині видів і між ними з плином часу.
Дані показали, що тисячі видів бактерій еволюціонують протягом поколінь, а потім повертаються майже до ідентичного стану в міру зміни сезонів. Оскільки мікроби насправді живуть лише кілька днів, йдеться про генетичну еволюцію, що перетинає тисячі поколінь протягом одного року.
За словами співавтора дослідження, морського вченого з Техаського університету в Остіні Бретта Бейкера, ці цикли повторювалися з року в рік. З 2855 вивчених бактеріальних геномів циклічні сезонні зміни було виявлено у 80% з них. Автори дослідження також зазначають, що отримані ними дані насправді повністю змінюють наше розуміння того, як мікробні спільноти змінюються з часом. Ба більше, вчені вважають, що нові дані також багато чого розкажуть про мікробну екологію та еволюцію в природі.
Аналіз учених показав, що в міру зміни умов довкілля різні штами бактерій змогли процвітати й врешті-решт стали тими, що домінують, посилюючи позиції інших штамів, коли пори року змінювалися. Близько 20% вивчених видів також показали більш стійку модель генетичних змін, яка охоплює десятиліття.
Ця поведінка особливо помітна 2012 року, коли озеро пережило спекотніше і посушливе літо. Автори дослідження помітили суттєвий зсув у генах, що керують азотним метаболізмом бактерій у той період. Передбачається, що це сталося через нижчий рівень водоростей, що виробляють азот.
Команда також використовувала суперкомп'ютер, що допомогло їм значно прискорити процес. Вчені зібрали метагеноми з кожного зразка води, що дало їм змогу ретельно вивчити ДНК генетичних послідовностей фрагментів ДНК з плином часу.
За словами співавтора дослідження, мікробіолога Робіна Ровера з Техаського університету, результати їхньої з колегами роботи свідчать, що екологія та еволюція, імовірно, йдуть пліч-о-пліч, а не діють окремо. Автори дослідження також зазначають, що це важливе відкриття, особливо, коли йдеться про вивчення Землі, яка продовжує нагріватися.
Знання того, які штами бактерій домінуватимуть, допомагає вченим зрозуміти, скільки вуглецю можуть поглинути озера і як водні харчові ланцюги можуть постраждати через адаптацію до тепліших сезонів. Це знання особливо важливе в умовах зміни клімату, яка поступово зміщує пори року і змінює середні температури, а також спричиняє екстремальні погодні явища.