Биологи распутали эволюционную историю «бывшей водоросли»
Водоросли — это «сборная солянка» из различных организмов, которые живут в воде и заняты фотосинтезом. Некоторые, впрочем, разучились использовать энергию Солнца, например ницшия Nitzschia sp. Новое исследование посвящено эволюции генома у этой диатомеи. Из работы следует, что заимствование ДНК из бактерии и другие перестройки генома сделали ницшию способной использовать альгинаты. Это важный компонент других водорослей — бурых, вроде фукуса и ламинарии.
Многие знакомые нам живые организмы имеют в прошлом головокружительную эволюцию. Подчас она до неузнаваемости меняет их образ жизни и облик. Так, некоторые когда-то автотрофные водоросли (они могли питаться с помощью энергии света) утратили этот навык. Какие-то из них успели настолько сильно преобразиться, что теперь напоминают скорее грибы.
Есть и другие примеры. Скажем, паразитические простейшие из группы апикомплексов (вроде малярийного плазмодия) сохранили пластиды. Эти растительные органеллы уже не способны к фотосинтезу, но явно намекают, что предки паразитов были зелеными и питались светом.
В других случаях разобраться с исходным обликом живых организмов, да и современным способом их питания сложнее. Таковы ницшии (Nitzschia sp.) — представители диатомовых водорослей, имеющих замысловатый «панцирь» из кремнезема.
Диатомеи — важные планктонные продуценты морских экосистем. Вот только ницшия уже не способна играть эту роль: ее бесцветные клетки лишены фотосинтетических систем. Очевидно, представители рода Nitzschia их потеряли и стали гетеротрофами. То есть используют в качестве источника органического углерода кого-то еще.
Однако как именно они питаются и как превратились в «бывшие водоросли»? С точки зрения их экологии такие клетки скорее стоит называть простейшими, то есть гетеротрофными протистами.
С эволюционной историей ницший разобралась новая статья в журнале PLOS Biology. Авторы секвенировали геном одного из штаммов ницший — Nitzschia sing1. Известно, что такие клетки живут на бурых водорослях Fucus serratus и Sargassum sp., используя их полисахарид альгинат. На его долю приходится около 40 процентов талломов этих водорослей.
Оказалось, ницшия «позаимствовала» нужный для этого ген PL7 (Polysaccharide Lyase 7, альгинатлиаза) семейства ALY у морской бактерии. Случился «горизонтальный перенос генов», в ходе которого ДНК одной клетки попала в другую, неродственную.
Такой перенос частенько происходит у бактерий, а вот для эукариот, и в частности водорослей, скорее редкость. Поэтому гены соответствующей группы (ALY) отсутствуют у других диатомей.
Однако на этом история не окончилась. Реконструкция эволюции ницший показала, что после однократного приобретения гена альгинатлиазы тот многократно удваивался и мутировал.
В итоге сейчас Nitzschia sing1 имеет ни много ни мало 91 «потомка» того родительского гена — они распределены по трем генным семействам. Но только одно из них сохранило исходную ферментативную активность.
Два других семейства претерпели другие сложные генные перестройки и приобрели новые функции. Теперь они участвуют в переносе олигосахаридов во внутриклеточные органеллы или образовании моносахаридов при расщеплении альгинатов.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии