Вчені успішно відродили давні діатомові водорості, що перебували в стані спокою майже 7000 років на дні Балтійського моря, відкриваючи нову сторінку в дослідженні еволюції морських екосистем.
Екологія воскресіння як інноваційний підхід
Дослідницька група під керівництвом Інституту досліджень Балтійського моря ім. Лейбніца відновила повну життєздатність сплячих стадій водоростей. Вони перебували в донних відкладах без світла і кисню тисячоліттями. Результати цього унікального дослідження опубліковані в науковому журналі ISME.
Проект реалізовано в рамках дослідницької ініціативи PHYTOARK. Його мета – краще зрозуміти еволюцію та майбутнє Балтійського моря. Для цього науковці використовують методи палеоекології.
Багато організмів у природі здатні переходити в стан сплячки. “Такі відкладення є своєрідною капсулою часу, що містить цінну інформацію про минулі екосистеми”, – пояснює Сара Боліус, перший автор дослідження та експерт з фітопланктону.
Цей метод отримав назву “екологія воскресіння”. Сплячі стадії організмів, приурочені до певних періодів історії Балтійського моря, повертаються до життя в лабораторних умовах. Потім їх генетично і фізіологічно характеризують та порівнюють із сучасними популяціями.
Повноцінне відродження після тисячоліть спокою
Команда проаналізувала керни донних відкладів з 240-метрової глибини. Зразки були взяті у Східній Готландській глибині під час експедиції на науково-дослідному судні Elisabeth Mann Borgese у 2021 році.
Вченим вдалося пробудити життєздатні водорості з дев’яти зразків. Діатомова водорость Skeletonema marinoi була єдиним видом, відновленим з усіх зразків. Вона широко поширена в Балтійському морі, особливо під час весняного цвітіння.
Найстаріший зразок з життєздатними клітинами датується віком 6871 ± 140 років.
“Прикметно, що воскреслі водорості не лише вижили, але й не втратили жодної своєї біологічної працездатності”, – підкреслює Боліус.
Навіть найдавніші клітини виявилися стабільними під час культивування. Їхня швидкість росту становила близько 0,31 поділу на день. Це значення подібне до швидкості росту сучасних штамів даного виду.
Генетичні зміни крізь тисячоліття
Дослідники також проаналізували генетичні профілі відроджених водоростей. Вони використали мікросателітний аналіз, який порівнює певні короткі сегменти ДНК.
Зразки з різних часових періодів утворили чітко відмінні генетичні групи. Це доводить, що протягом тисячоліть популяції Skeletonema marinoi в Балтійському морі генетично змінювалися.
Такий результат також виключив можливість перехресного забруднення під час культивування штамів з різних шарів осаду. Це підтвердило точність хронологічного датування зразків.
Перспективи для подальших досліджень
Успішне відродження організмів після такого тривалого періоду спокою відкриває нові можливості для науки. З водних відкладів досі не відомо жодного більш давнього подібного випадку реанімації.
“Це означає, що тепер в лабораторії можна проводити експерименти зі стрибками в часі на різних етапах розвитку Балтійського моря”, – говорить Боліус. Тепер можна безпосередньо простежити генетичні зміни протягом тисячоліть, аналізуючи живі клітини.
У майбутньому відроджені штами водоростей будуть додатково протестовані в різних умовах. Очікується, що подальший генетичний аналіз сприятиме кращому розумінню причин еволюційних змін та допоможе прогнозувати майбутній розвиток екосистеми Балтійського моря.
#Вчені #воскресили #доісторичні #водорості #зі #стану #спокою
Source link
