Крохотные бунтари. Существа, живущие в самой суровой среде на Земле, бросили вызов эволюции

Люди являются доминирующим видом на планете и часто недооценивают крошечных существ, с которыми мы делим Землю. Однако микроскопические клетки водорослей не только эволюционировали, чтобы процветать в одной из самых суровых экосистем на Земле, ледниках, но также и формируют их, пишет IFLScience.

В новом исследовании команда из Великобритании и Канады проследила эволюцию пурпурных водорослей на сотни миллионов лет назад. Результаты исследования оказались весьма неожиданными — они бросают вызов ключевой идее о том, как в целом работает эволюция.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Исследователи обнаружили, что крохотные размеры водорослей вовсе не являются помехой, на самом деле они оказывают огромное влияние на ледники, на которых живут. Отметим, что в условиях климатического кризиса ледники являются одной из наиболее меняющихся экосистем планеты. Летом из-за таяния льда на ледниках образуется жидкая вода, а цветение пурпурных водорослей затемняет поверхность льда, что лишь ускоряет его потерю.

Захватывающая адаптация к ледникам требует, чтобы микроскопические водоросли, по сути, контролировали свой рост и фотосинтез. Ученые пришли к выводу, что водоросли на самом деле находят баланс между таянием льда, температурой и воздействием света.

В ходе исследования ученые поняли, как и когда впервые развилась адаптация водорослей к жизни в экстремальной среде. Для этого команда секвенировала и проанализировала данные генома ледниковых водорослей Ancylonema nordenskiöldii и обнаружила, что фиолетовый цвет, действующий как солнцезащитный крем, был вызван новыми генами, участвующими в производстве пигментов.

Известно, что именно этот пигмент защищает клетки водорослей от повреждения ультрафиолетом и видимым светом. Также они делают водоросли устойчивыми к низким температурам, высыханию и другим особенностям ледниковой среды. Авторы исследования полагают, что эволюция этого фиолетового пигмента, вероятно, имела жизненно важное значение для некоторых адаптаций ледниковых водорослей.

Таким образом, ученые считают, что им удалось пролить свет на эволюцию водорослей в этих самых суровых условиях. Далее они стремились узнать, когда эта адаптация развилась в глубокой истории Земли.

История Земли насчитывает более 4,5 миллиарда лет и за это время она пережила множество периодов холодного и теплого климата. В течение тысяч, а порой и миллионов лет, земной климат постепенно менялся от ледникового к межледниковому периоду.

Считается, что одним из самых холодных периодов был криогенный — 720-635 миллионов лет назад, когда наша планета почти полностью была покрыта снегом и льдом. Исследователи полагают, что климатические условия на планете того времени, вероятно, были сопоставимы с тем, что сегодня наблюдается на ледниках. В результате команда предположила, что именно этот период мог стать движущей силой эволюции ледниковых водорослей.

Генетические анализы показали, что ледниковые водоросли появились около 520-455 миллионов лет назад. Таким образом команда считает, что эволюция водорослей вовсе не была вызвана суровыми условиями "Земли-снежки". Авторы исследования полагают, что более поздний ледниковый период, вероятно, стал движущей силой ледниковой адаптации водорослей. Более того, считается, что эта ледниковая среда, вероятно, существовала на планете постоянно — вплоть до 60 миллионов лет назад.

Команда также обнаружила, что общий предок ледниковых водорослей и наземных растений эволюционировал примерно в криогенном периоде. Предыдущий анализ показал, что древние водоросли на самом деле были многоклеточными, а затем потеряли способность создавать сложные многоклеточные формы. То есть, по сути, они пошли от обратного: сложные организмы превратились в более простые, чтобы сохраниться до наших дней.