Mikrobes gevind wat al tien miljoene jare in evolusionêre stagnasie is

Mikrobes gevind wat al tien miljoene jare in evolusionêre stagnasie is
Mikrobes gevind wat al tien miljoene jare in evolusionêre stagnasie is
Anonim

Navorsing deur die Bigelow Ocean Science Laboratory het getoon dat 'n groep mikrobes wat gevoed is deur die produkte van chemiese reaksies wat deur penetrerende straling veroorsaak word, miljoene jare in evolusionêre stagnasie was.

'Hierdie ontdekking toon dat ons versigtig moet wees om aannames te maak oor die evolusiesnelheid en die interpretasie van die boom van die lewe. Dit is moontlik dat sommige organismes evolusionêr versnel word soos sprinters, terwyl ander vertraag word, wat dit moeilik maak om betroubare molekulêre tydlyne vas te stel.”- Eric Beckcraft, hoofskrywer van die studie.

Die mikrobe Candidatus Desulforudis audaxviator is die eerste keer in 2008 ontdek deur 'n groep wetenskaplikes onder leiding van Tallis Onstott, mede-outeur van die nuwe studie. Gevind in 'n Suid -Afrikaanse goudmyn drie kilometer van die aardoppervlak, ontvang hulle die energie wat hulle nodig het uit chemiese reaksies wat veroorsaak word deur die natuurlike radioaktiewe verval van minerale.

Hulle leef in watergevulde holtes binne rotse in 'n heeltemal onafhanklike ekosisteem, vry van sonlig en ander organismes.

Vanweë hul unieke biologie en isolasie, wou die skrywers van die nuwe studie verstaan hoe hierdie mikrobes ontwikkel. Hulle het ander omgewingsmonsters diep onder die grond ondersoek en Candidatus Desulforudis audaxviator in Siberië en Death Valley in Kalifornië, asook verskeie ander myne in Suid -Afrika gevind.

Hierdie ontdekkings het navorsers 'n unieke geleentheid gebied om die verskille tussen bevolkings wat oor miljoene jare van hul evolusie ontstaan het, te vind.

'Ons wou hierdie inligting gebruik om te verstaan hoe dit ontwikkel en watter omgewingstoestande tot sekere genetiese aanpassings lei. Ons het aan mikrobes gedink asof hulle inwoners van geïsoleerde eilande was- soos die vinke wat Darwin op die Galapagos-eilande bestudeer het,”- Ramunas Stepanauskas, mede-outeur van die studie.

Deur gebruik te maak van gevorderde hulpmiddels waarmee wetenskaplikes genetiese bloudrukke van individuele selle kan lees, het die navorsers die genome van 126 mikrobes wat van drie kontinente afkomstig is, bestudeer. Dit was verbasend dat almal byna identies was.

Volgens Stepanauskas het dit die wetenskaplikes geskok en hulle was verstom. Die navorsers het geen bewyse gevind dat mikrobes lang afstande kan aflê, op oppervlaktes kan oorleef of lank kan lewe in die teenwoordigheid van suurstof nie. Gevolglik kon verskillende bevolkings op geen manier met mekaar oorvleuel nie.

'Die beste verduideliking wat ons tans het, is dat hierdie mikrobes nie veel verander het sedert hul fisiese ligging versprei het tydens die uitbreek van die Pangea -superkontinent ongeveer 175 miljoen jaar gelede nie. Dit lyk asof dit lewende fossiele van daardie dae was. Dit klink nogal gek en weerspreek die moderne begrip van die evolusie van mikrobes,”- Ramunas Stepanauskas.

Die skrywers van die werk merk op dat die bekende mikrobiese evolusie teen 'n baie vinniger tempo plaasvind. E. coli ontwikkel byvoorbeeld binne 'n paar jaar as reaksie op omgewingsveranderinge, soos blootstelling aan antibiotika.

Die navorsers veronderstel dat die stilstaande evolusie wat hulle ontdek het, gekoppel is aan 'n kragtige verdediging teen 'n mutasie in mikrobes wat hul genetiese kode in wese geblokkeer het. As hulle reg is, is dit 'n baie waardevolle ontdekking.

Mikrobiese ensieme wat kopieë maak van DNA -molekules, genaamd DNA -polimerases, word wyd in biotegnologie gebruik. Veral waardevol is ensieme met hoë getrouheid of die vermoë om hulself te herskep met geringe verskille tussen die kopie en die oorspronklike.

'Daar is 'n groot vraag na DNA -polimerases wat nie baie foute maak nie. Sulke ensieme kan nuttig wees vir DNS -volgorde, diagnostiese toetse en genterapie,”sê Stepanauskas.

Die resultate van hierdie studie kan verreikende implikasies hê en kan die manier waarop wetenskaplikes dink oor die genetika van mikrobes en die tempo van hul evolusie verander.

'Hierdie gegewens is 'n kragtige herinnering daaraan dat die verskillende mikrobiese takke wat ons in die boom van die lewe sien, baie anders kan wees as hul laaste voorouer. Dit is van kritieke belang om die geskiedenis van die lewe op aarde te verstaan,”sluit Beckcraft af.

Aanbeveel: