Направи дарение на училище!

По време на Криогенския период (720-635 млн.г. назад) планетата е била напълно, или почти напълно покрита с лед.

Следи от глобална катастрофа отпреди около 680 милиона години, известна като “Снежната Земя” (през периода Криоген), са открити в ДНК на живите бактерии в океаните.
“Техните геноми показват, че почти са измрели по това време”, казва Хайвей Луо от Китайския университет в Хонг Конг.

Днес малките фотосинтетични бактерии, наречени Prochlorococcus, са изключително много в повърхностните води на океаните. Литър морска вода може да съдържа повече от 100 милиона от тези цианобактерии.
Когато Луо и колегите му изучават техните геноми, те установяват, че в даден момент от далечното минало най-често срещаните видове на Prochlorococcus са придобили множество вредни мутации и са загубили стотици гени.
Това показва, че те са преминали през така нареченото гърло на популационната бутилка. Когато популацията се свие до малък брой, естественият подбор е много по-слаб и могат да се натрупват вредни мутации.

Изследователите публикуваха тези открития още през 2017 г., но останаха озадачени какво е причинило това затруднение сред тогавашните бактерии. Предците на Prochlorococcus са еволюирали преди около 2 милиарда години и отдавна са много широко разпространени.
Така че само глобална катастрофа би могла да обясни тогавашното им свиване.

Луо и колегите му сега са установили, че това “гърло на бутилката” е настъпило преди около 680 милиона години. Те направиха това с помощта на молекулярен часовник, който се основава на идеята, че средно геномите мутират с постоянна скорост. Екипът изчисли, че процентът се основава отчасти на възрастта на вкаменелостите, чийто външен вид предполага, че те са предци на бактерии като Prochlorococcus.
Това означава, че гърлото на популационната бутилка се е случило по време на супер ледников период (или поредица от няколко такива), когато планетата е станала толкова студена, че дори моретата около екватора са замръзнали, откъдето идва и термина за периода – “Snowball Earth” или Снежната Земя (bioRxiv, doi.org/fvcd).

Разбери повече за БГ Наука:

***

“Това би било катастрофа за Prochlorococcus и много добре обяснява генетичните доказателства“, казва Луо.
Някои други цианобактерии процъфтяват дори в полярни води, но съвременните Prochlorococcus предпочитат тропиците и обикновено не виреят, когато температурата е под +10°C, казва още той. И все пак по време на “Снежната Земя” малцина от тях биха успели да се адаптират към студа и да се придържат към убежища като солената вода в морския лед.

Луо смята, че някои от генетичните промени, настъпили по това време, са свързани с адаптацията към студа. Например протеините в клетъчната мембрана, които пренасят вещества като азотни съединения, функционират слабо на студа и няколко гена за такива протеини са загубени.
Вместо това бактериите може да са получили тогава необходимия им азот от амоняк, който може да се дифузира в клетки без помощта на транспортиращ протеин. Необходимите за това гени са били запазени.

„Мисля, че тези тълкувания са разумни“, казва Грегъри Фурние от Масачузетския технологичен институт, който изучава как геномите се променят в геоложки времеви мащаби. Но калибрирането на молекулярния часовник с фосилни доказателства включва много предположения, уточнява той.
Пол Хофман от Харвардския университет, който откри ключови доказателства в подкрепа на хипотезата за “Снежната Земя”, също посочва несигурността в датирането.
“Но Криогенският период би оставил следа в геномите на всички организми, които са оцелели през този период”, казва той. „Всички живи таксони произлизат от оцелелите тогава.“

Източник: New Scientist Magazine
Превод: Радослав Тодоров

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!