Озеро Моно, расположенное в восточной части Сьерры в Калифорнии, в три раза солонее океана и имеет щелочной рН 10. До этого исследования было известно, что только два вида существ (кроме бактерий и водорослей) живут в озере — креветки и мухи. Но команда ученых обнаружила еще восемь видов, принадлежащих к классу микроскопических червей, называемых нематодами, которые процветают в озере Моно и вокруг него.
Лаборатория Штернберга давно интересуется нематодами, в частности Caenorhabditis elegans, которая использует 300 нейронов для сложного поведения: сна, обучения, обоняния, движения. Эта простота делает нематоду полезным модельным организмом для изучения фундаментальных вопросов нейробиологии. Важно отметить, что C. elegans может легко процветать в лаборатории при нормальной комнатной температуре и давлении.
Поскольку нематоды считаются наиболее распространенным типом животных на планете, бывшие аспиранты лаборатории Штернберга Пей-Инь Ши (PhD ’19) и Джеймс Сихо Ли (PhD ’19) думали, что они могут найти их в суровых условиях озера Моно. Восемь видов, которые они обнаружили, разнообразны — от «добрых» и «полезных» до паразитов и хищников. Важно отметить, что все они устойчивы к воздействию мышьяка в озере и поэтому считаются экстремофилами — организмами, которые процветают в условиях, непригодных для большинства форм жизни.
Сравнивая новые виды Auanema с родственными видами того же рода, исследователи обнаружили, что подобные виды также продемонстрировали высокую устойчивость к мышьяку, даже если они не живут в средах с высоким уровнем этого вещества. Еще установлено, что Auanema sp. способны жить и процветать в лаборатории в нормальных, неэкстремальных условиях. Только несколько известных в мире экстремофилов могут быть изучены в лабораторных условиях.
Это говорит о том, что нематоды могут иметь генетическую предрасположенность к устойчивости и гибкости при адаптации к суровым и доброкачественным условиям.
Экстремофилы могут многое рассказать нам об инновационных стратегиях борьбы со стрессом. Наше исследование показывает, что еще многое предстоит узнать о том, как эти 1000-клеточные животные справились с выживанием в экстремальных условиях.
Пей-Инь Ши — автор исследования
Исследователи планируют определить, существуют ли конкретные биохимические и генетические факторы, которые способствуют нематодам, а еще хотят найти гены, которые обеспечивают устойчивость к мышьяку. Загрязненная этим веществом питьевая вода является серьезной проблемой здравоохранения во всем мире. Понимание того, как эукариоты, такие как нематоды, справляются с мышьяком, поможет ответить на вопросы о том, как токсин воздействует на клетки и органы.
Однако, помимо здоровья человека, изучение экстремальных видов, таких как нематоды озера Моно, способствует формированию более широкой глобальной картины планеты.
До этого биологи обнаружили в океане ранее неизвестный вид личинок. В кого они вырастут — не было установлено на момент нахождения. Также на дне океана нашли экосистему с неизвестными науке организмами.