Ученые вывели микроб, который может объяснить происхождение жизни

Биологи впервые поймали и вырастили неуловимый вид бактерий, похожий на тот, который мог создать сложную жизнь на нашей планете.

 

 

Эти древние микроорганизмы, известные как археи, изначально считались частью домена (самая крупная структура в классификации живых организмов) бактерий и назывались архебактериями. Однако эти организмы так отличались своим строением от всех остальных, что ученые выделили их в отдельный домен. До сих пор большая часть архей была идентифицирована только по анализу содержащих ДНК проб и никогда не была получена в лабораторных условиях.

 

 

 

Выделить эти микроорганизмы смогли японские ученые, опубликовавшие препринт своей статьи на сайте bioRxiv.org. Им потребовалось 12 лет, чтобы осуществить это. Исследователи собрали образцы грязи из глубоководного гидротермального поля под названием Замок Локи, которое находится в Северной Атлантике. В образцах ученые обнаружили фрагменты генетического кода от разных бактерий.

 

Благодаря долгой и упорной работе исследователям удалось выделить из этой «мешанины» гены одного из типов архей, который ученые назвали Lokiarchaeota — по имени места, где они были обнаружены. Вскоре другие лаборатории обнаружили другие локиподобные археи, и вместе они образовали линию под названием «Асгардская архея», названную в честь мифологической области, населенной норвежскими богами. Теперь ученые впервые в мире смогли вывести древние организмы в лаборатории, чтобы исследовать их более подробно.

Для выращивания микробов из глубоководных отложений специалисты построили биореактор, имитирующий условия глубоководного гидротермального поля с высокой концентрацией метана, и поместили туда собранные по частям археи. В течение пяти лет исследователи ждали, пока медленнорастущие микробы размножатся в реакторе. Затем они взяли образцы и поместили их вместе с питательными веществами в стеклянные пробирки, которые простояли еще год, прежде чем подать признаки жизни. Генетический анализ выявил едва заметную популяцию Lokiarchaeota. Но и это было большим успехом для ученых, учитывая прихотливость этих организмов.

 

Хотя точное место организмов в Древе Жизни остается спорным, многие анализы объединяют архей и эукариот вместе. Это может означать, что какой-то далекий предок «асгардцев» дал начало всем эукариотам — всем, от панды до грибов портобелло.

Источник ➝

Меловые отложения рассказали о тропиках в Антарктиде

Изображение дождевого леса в Антарктиде в период Мелового потепления (визуальная реконструкция по материалам палеоклиматических исследований)

Alfred-Wegener-Institut/J. McKay; это изображение доступно по лицензии CC-BY 4.0.

Члены полярной экспедиции PS104 стали первыми исследователями, которые смогли пробурить скважину в поперечном шельфе на западе ледника Пайн-Айленд и извлечь из нее отложения мелового периода. Керн отбирался с глубины 30 метров ниже уровня дна океана и оказался ценной находкой для седиментологического, палеоклиматологического и фитолитического анализа.

Полученные данные позволили с высокой точностью смоделировать условия окружающей среды и структуру экосистемы дождевых лесов, покрывавших Антарктиду 88 миллионов лет назад. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Поздний Мел был одним из самых теплых периодов за последние 140 миллионов лет. Это обусловлено высоким содержанием двуокиси углекислого газа в атмосфере, составляющим в то время около 1000 ppm (нынешний уровень находится в пределах 400 ppm). Ученые не могли утверждать наверняка, что представлял собой растительный покров Антарктиды в то время и возможно ли существование полярного льда в таких условиях. Извлечение древних отложений на этом материке чрезвычайно затруднено, и таких данных было накоплено очень мало. В 2017 году на дне залива Амундсена удалось развернуть дистанционно управляемую буровую установку MARUM-Me­Bo70 и добраться до глубины на 30,7 метров ниже морского дна, с которой был извлечен керн с меловыми отложениями.


 

Иоганн Клагес (Johann P. Klages) и его коллеги исследовали керн с помощью компьютерной томографии и ряда других методов, которые позволили установить минералогический состав отложений и их стратификацию, а также определить виды растений по их окаменелым корням и образцам пыльцы.

 

Местоположение и глубина керна, отобранного в заливе Амундсена

    

Ученые пришли к выводу, что экосистема западной части Антарктиды была очень развитой и представляла собой умеренный тропический хвойный лес, окруженный обширными речными системами. Была обнаружена пыльца хвойных деревьев семейства Podocarpaceae и Araucariaceae и большого количества папоротников, в том числе древовидных из рода Cyathea. Также были найдены фитолиты покрытосеменных растений из рода Beauprea. Пресные водоемы в этом дождевом лесу были заселены цианобактериальными матами, а низменности заполнялись временными торфяными болотами.

 


Климат был умеренным, но достаточно теплым, чтобы обеспечить существование тропических лесов в 900 километрах от Южного полюса. Среднегодовая температура составляла 13 градусов Цельсия, а средняя температура самого теплого летнего месяца достигала 18,5 градусов Цельсия. Ежегодно в этой местности выпадало около 1120 миллиметров осадков.

 


Столь мягкий климат на высокой широте, где в году более четырех месяцев продолжается полярная ночь, требует сочетания двух факторов — повышенной концентрации углекислого газа в атмосфере и густого растительного покрова. Плотная растительность приводит к снижению альбедо и высокому поглощению солнечной энергии. Это исключает существование морского и материкового ледяного покрова в Антарктиде и вокруг нее в позднем меловом периоде. Специалисты настаивают на том, что нельзя недооценивать вклад льда в текущее состояние климата, и важно корректно учитывать его влияние при моделировании. Существующий Антарктический ледяной щит связан с климатической системой по принципу положительной обратной связи: чем больше его размеры, тем сильнее он отражает солнечное излучение и охлаждает атмосферу. Это приводит к его дальнейшему росту. Таяние льдов Антарктики приведет к обратному эффекту: альбедо и отражение лучей снизятся, и на фоне этого продолжится таяние щита.

Палеоклиматические исследования показали, что нынешняя концентрация углекислого газа в атмосфере побила рекорд за последние 3 миллиона лет. Ранее был опубликована наша статья «Зеленая Антарктида», где рассказывается о коллекциях ископаемых растений и животных, обитавших на континенте в прошлом.

Картина дня

))}
Loading...
наверх