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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
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.
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