Как экстремальный холод формирует особые микробные линии: открытие в антарктических почвах

Международная группа микробиологов обнаружила в почвах Антарктиды уникальные линии бактерий рода Arthrobacter, которые практически не встречаются в других регионах планеты.

Фото: commons.wikimedia.org by CDC/ Janice Haney Carr, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Flagellated Vibrio Vulnificus Bacterium - Colorized Scanning Electron Micrograph (SEM) - cdc.gov - 1576 x 1080

Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, подтверждает, что даже микроорганизмы, способные перемещаться с ветром и водой, могут становиться эндемиками при длительной изоляции в экстремальных условиях.

Для проверки гипотезы ученые под руководством Ника Драгони из Колорадского университета проанализировали генетический материал более 100 антарктических штаммов Arthrobacter.

Эти данные сравнили с геномами почти 500 штаммов из публичных баз, включая образцы из других суровых зон: Тибетского нагорья, архипелага Шпицберген и пустыни Атакама.

Генетический анализ показал, что около 90% изученных антарктических бактерий не имеют аналогов в других частях света. Чтобы понять, являются ли эти отличия следствием адаптации к среде, исследователи провели лабораторный эксперимент. Они выращивали штаммы в условиях, имитирующих антарктический холод и сухость.

Оказалось, что местные бактерии растут медленнее своих родственников из других регионов, но демонстрируют значительно более высокую устойчивость к неблагоприятным факторам. Это доказывает, что линии Arthrobacter в Антарктиде прошли путь длительной эволюционной адаптации к специфическому климату континента.

Биолог Андрей Ворошилов отмечает, что такая картина делает микромир Антарктиды схожим с её макромиром: подобно пингвинам, бактерии здесь развивались обособленно, сформировав собственные генетические ветви, несмотря на теоретическую возможность миграции микробов через океаны и атмосферу.

Результат исследования уточняет механизмы распространения микроорганизмов и показывает, что экстремальный климат может работать как эффективный биологический фильтр.

Однако работа была сосредоточена только на одном роде бактерий, поэтому вывод об эндемичности пока нельзя распространить на всю микрофлору Антарктиды. Следующим этапом станет поиск подобных закономерностей у других групп микроорганизмов.