Группа ученых представила в понедельник новую версию древа жизни. Исследование опубликовано в журнале Nature Microbiology. Согласно этой работе, большая часть ветвей принадлежит бактериям, многие из которых живут в грязи и луговых почвах.
Это знаменательное исследование – открыт целый пласт жизненных форм
– говорит Евгений Кунин, ведущий научный сотрудник Национального центра биотехнологической информации, который принимал участие в исследовании.
В 1859 году в своей книге «Происхождение видов» Чарльз Дарвин изобразил эволюцию в виде ветвящегося дерева. «Великое древо жизни», – он писал, – «заполняет своими мертвыми и сломанными ветвями земную кору, и покрывает поверхность и покрывает поверхность вечно ветвящимися и прекрасными».
С тех пор биологи много раз рисовали древо жизни. Изобретение технологии секвенирования ДНК в корне изменило представление о нем, так как ученые смогли найти взаимосвязи между видами в геномах.
В 70-х Карл Вёзе из Университета Иллиноиса и его коллеги опубликовали первую версию «универсального древа жизни», основанного на результатах секвенирования. Они представили дерево в виде трех больших стволов – доменов.
Наш домен – эукариоты – включает животных, растений, грибов и протисты. Второй домен – бактерии. В третий домен Вёзе и коллеги включили прокариотные организмы, обитающие в экстремальных условиях и чей геном существенно отличается от бактериального. Они получили название Археи.
Добавить новые виды к древу жизни было довольно сложно, потому что большую часть микроорганизмов нельзя культивировать в лаборатории. Ряд исследователей смогли обойти эту трудность: они берут ДНК прямо из среды обитания микроорганизмов.
Несколько лет Джиллиан Ф. Банфилд и ее коллеги из Университета Калифорнии и Беркли собирали ДНК из разных сред обитания, таких как луга Калифорнии или глубоководные источники. Они получили геномы сотен новых видов микроорганизмов.
И недавно ученые решили, что пришло время перерисовать древо жизни. Они выбрали более 3000 видов для изучения, объединив их в репрезентативный пример разнообразия жизни. Ученые сравнили ДНК 2072 известных видов и ДНК 1011 видов, открытых доктором Дж. Банфилд и коллегами. Новое исследование еще раз подтвердило, что эукариоты и археи тесно связаны.
Унизительно осознавать, что место всех эукариот, от людей до амеб, на узком длинном прутике. Но удивительно то, что ученые не должны идти в далекие труднодоступные места в поисках новых видов.
Луговая почва является одной из самых разнообразных микробиологических сред
– говорит доктор Луиза Хаг.
Важная особенность нового древа – большая ветвь бактерий, которая отщепляется у самого основания. Представители этой группы, как правило, небольшие и имеют простой обмен веществ. Д. Банфилд предположила, что эта группа появились на самых первых порах развития жизни на Земле, и они до сих пор используют эту формулу успеха. Возможно, это рано эволюционировавшая группа. Их преимущество просто в том, то они существуют уже очень и очень давно.
Брайан П. Хедланд, микробиолог из Университета Невады, который не принимал участия в исследовании, считает, что один из самых ярких результатов – это доминирование в древе жизни видов микроорганизмов, которые ученые никогда не видели и не выращивали в лабораториях.
Большая часть жизни скрывается прямо у нас под носом
– говорит ученый.
Патрик Фортер, эволюционный биолог из Института Пастера во Франции, согласен с тем, что, скорее всего, бактерии составляют большую часть биоразнообразия. Но он выразил опасения, что геномы, собранные из фрагментов ДНК, могут быть химерными, то есть принадлежать разным видам. Из-за чего данные могут быть неверными
Д. Банфилд считает, что бактериальные ветви древа жизни вряд ли будут сильно изменены ближайшие года: «Мы начинаем видеть одно и то же снова и снова». Она утверждает, что новые открытия будут связаны с исследованием эукариот, особенно микроскопических грибов. Л. Хаг не согласна с этой позицией по отношению к изучению бактерий, так как есть еще много сред обитания, где кипит бурная, неизученная микробиологическая жизнь.