Антарктическое озеро оказалось «рассадником» горизонтального генетического обмена

Ученые из Австралии и США обнаружили, что внутри микробного сообщества, живущего в одном из изолированных озер на побережье Антарктиды, процветает необычно высокий уровень горизонтального обмена генетическим материалом. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences, кратко его содержание приводит американский Объединенный институт геномики.

В ходе исследования авторы отобрали четыре пробы в разных частях Глубокого озера (Deep Lake), расположенного в Земле Принцессы Елизаветы в Восточной Антарктиде. По словам ученых, в образцах были представлены около 72 процентов всей местной микробной жизни за исключением вирусов. Большая часть из них была представителями архей (архебактрий), безъядерных организмов, которые обычно населяют экстремальные экологические ниши: горячие источники, соленые озера, подводные вулканы и так далее.

Исследуя собранные геномы, ученые обнаружили длинные (около 35 тысяч оснований) участки, которые у многих представителей разных таксонов были совершенно идентичны. Большинство бактерий и архей легко обмениваются между собой генетическим материалом, но обычно в таких случаях идет речь о небольших, в несколько тысяч нуклеотидов фрагментах ДНК (часто — плазмидах), которые редко бывают полностью идентичны.

Почему в замкнутой экосистеме горизонтальный перенос между разными видами микробов существенно увеличился, пока не понятно. Ученые, однако, отмечают, что высокий уровень обмена не привел к стиранию границ между видами. Несмотря на сходства в ДНК, все исследованные археи имеют собственную экологическую специализацию и сосуществуют «по-соседски».

Соленое озеро, которое стало предметом исследований микробиологов, образовалось в ходе поднятия Антарктиды около 3500 лет назад. До этого оно являлось частью Южного океана, но после изоляции микробиологический состав озера сильно изменился.

Изолированные экосистемы интересуют микробиологов в том числе потому, что изоляция сильно увеличивает взаимодействие между разными видами. Антарктика в данном аспекте представляет особый интерес, так как здесь существует большое количество изолированных озер. Пробы воды одного из крупнейших таких озер, Востока, были получены в начале 2013 года и в настоящее время анализируются учеными. Также недавно были получены пробы из озер Вида и Уилланс.