Как водоросль перестала быть водорослью: история одного генома
Водоросли – удивительные создания. Они живут в воде, ловят солнечный свет и превращают его в энергию, как настоящие природные солнечные батареи. Но некоторые из них, например, диатомея ницшия (Nitzschia sp.), решили пойти другим путём.
Они разучились фотосинтезировать и стали жить за счёт других. Недавно учёные разобрались, как именно ницшия превратилась в «бывшую водоросль» и научилась питаться особым веществом – альгинатом, которое составляет почти половину бурых водорослей, таких как фукус или ламинария, рассказывает ИА El.kz со ссылкой на Naked Science.
Диатомеи, к которым относится ницшия – важные жители морского планктона. Обычно они производят кислород и служат пищей для морских обитателей. Но ницшия – исключение. Её клетки бесцветные, в них нет ничего, что помогало бы ловить солнечный свет. Вместо этого она стала гетеротрофом – то есть питается органикой, которую берёт у других организмов. По сути, ницшия теперь больше похожа на простейших, чем на своих фотосинтезирующих родственников.
Как же она дошла до такой жизни? Ответ нашли учёные, опубликовавшие статью в журнале PLOS Biology. Они изучили геном одного из видов ницшии – штамма Nitzschia sing1. Оказалось, что эта диатомея живёт на бурых водорослях, таких как Fucus serratus и Sargassum sp., и питается их альгинатом – углеводом, из которого строится до 40% тела этих водорослей.
Самое интересное – как ницшия научилась это делать. Она «позаимствовала» нужный ген у морской бактерии. Этот ген, который называется PL7, отвечает за расщепление альгината. Такое заимствование называется горизонтальным переносом генов – когда ДНК переходит от одного организма к другому, не родственному. Для бактерий это обычное дело, но для водорослей – большая редкость. У других диатомей таких генов нет.
Но история ницшии на этом не закончилась. После того как она получила этот важный ген, он начал активно меняться. Ген удваивался, мутировал, и в итоге у Nitzschia sing1 появилось целых 91 его копий! Эти копии разделились на три группы, но только одна из них до сих пор помогает расщеплять альгинат. Две другие группы генов со временем изменились и стали выполнять новые задачи: одни помогают переносить кусочки углеводов внутрь клеток, а другие – превращать альгинат в простые сахара, которые клетка может использовать.
Так ницшия превратилась из водоросли, ловящей солнечный свет, в хитроумного потребителя чужих ресурсов. Её история показывает, как природа умеет находить неожиданные решения, перестраивая организмы с помощью генов, словно детали конструктора.
0
0
0
0
0
