Исследователи открыли необычный ген, который, по-видимому, позволил древнему фитопланктону колонизировать океан.
Исследователи из Массачусетского технологического института считают, что фитопланктон, улавливающий углерод, колонизировал океан, «сплавляясь» по воде на скорлупках из хитина. Они предполагают, что предки микробов Prochlorococcus приобрели способность цепляться за деградировавшие частицы древних экзоскелетов. Они использовали частицы как плоты, чтобы выйти в море. Эти хитиновые плоты, возможно, также обеспечивали необходимые питательные вещества, подпитывая и поддерживая микробы во время «путешествия».
Исследователи обнаружили у нескольких современных штаммов Prochlorococcus необычный ген. Он кодирует способность расщеплять хитин, богатый углеродом материал, получаемый из отслоившихся панцирей членистоногих, таких как насекомые и ракообразные.
В серии лабораторный экспериментов исследователи обнаружили, что микробы, содержащие этот ген, могут разлагать хитин. При этом прохлорококки, адаптированные к слабому свету, в результате такого разрушения, начинают быстрее расти. Микробы также демонстрировали способность прилипать к хитиновым чешуйкам.
Чтобы проверить гипотезу «хитинового плота», исследователи создали эволюционное дерево для тех микробов, у которых обнаружен ген, разлагающий хитин. Они заметили тенденцию: микробы начинают использовать хитин только после того, как членистоногие становятся многочисленными в конкретной экосистеме. Исследователи изучили летопись окаменелостей и обнаружили, что водные виды членистоногих стали многочисленными в раннем палеозое, около 500 млн лет назад. Примерно в это же время ген, разрушающий хитин, появляется у общих предков Prochlorococcus и Synecococchus.
Появление хитина могло быть особенно полезным для микробов, живущих в условиях низкой освещенности, например, вдоль прибрежного морского дна, где, как считается, жили древние пикоцианобактерии. Для этих микробов хитин был необходимым источником энергии, а также выходом из их общей прибрежной ниши.
Исследователи полагают, что, попав в море, микробы-сплавщики стали достаточно крепкими, чтобы выработать другие приспособления для жизни в океане. Миллионы лет спустя организмы были готовы «сделать решающий шаг» и превратиться в свободно плавающих фотосинтезирующих прохлорококков, существующих сегодня.
Читать далее:
Посмотрите на Землю в самом высоком разрешении: фото сделал спутник третьего поколения
«Убегающая» черная дыра оказалась обычной галактикой
Ученые впервые увидели, как звезда пожирает планету: это, в итоге, ждет и Землю
Изображение на обложке: Jose-Luis Olivares/MIT