Самый длинный сон на Земле: доисторические водоросли пробудились спустя 7000 лет забвения

Ученые провели удивительное исследование, в ходе которого они обнаружили, что фитопланктон, погребенный на дне Балтийского моря в отложениях, смог “воскреснуть” после тысяч лет покоя.

Этот процесс стал одним из самых длительных возрождений в мире, и его изучение открывает новые горизонты в понимании того, как организмы могут адаптироваться к изменениям в окружающей среде.

Отложения на дне Балтийского моря скрывают от солнечного света и кислорода все, что погребено в них. Это может быть губительным для большинства форм жизни, но некоторые микроорганизмы способны впадать в спячку, чтобы пережить неблагоприятные условия и дождаться лучших. Исследователи решили провести эксперимент и вывести некоторые из этих микроорганизмов на свет и воздух, чтобы посмотреть, смогут ли они пробудиться.

В результате их работы один вид фитопланктона “воскрес” после долгого покоя, став самым древним обитателем, который смог восстановиться. Ученые смогли пробудить фитопланктон, несмотря на то что он был погребен в осадке и лишен доступа к солнечному свету, необходимому для фотосинтеза. Это явление и называется “экологией воскрешения”. В таких условиях фитопланктон, как и другие микроорганизмы, может отключать жизненные функции до тех пор, пока не появятся подходящие условия для возрождения.

Для исследования ученые взяли образцы из 12 слоев осадков, которые охватывают последние 7000 лет. Эти образцы позволили изучить, как изменялись условия в Балтийском море за тысячелетия и как они влияли на организм фитопланктона. В результате ученые подвергли спящие микроорганизмы воздействию солнечного света и кислорода, чтобы выяснить, смогут ли они снова начать фотосинтезировать и размножаться. Результаты были впечатляющими: из 12 слоев, исследуемых учеными, в 9 из них удалось пробудить микроорганизмы, а в верхних слоях даже удалось восстановить различные виды фитопланктона.

Однако, когда ученые начали исследовать самые глубокие слои, они заметили, что в этих слоях единственным видом, который стабильно просыпался, была водоросль Skeletonema marinoi, которая, вероятно, является одним из самых старых известных видов. Самому старому образцу было около 6871 года.

После того как водоросли были пробуждены, ученые начали оценивать их здоровье, измеряя скорость их размножения и выработку кислорода. Результаты показали, что водоросли не только выжили, но и не потеряли свою биологическую активность. Для самых ранних образцов S. marinoi скорость деления клеток составила 0,31 клетки в день, а выработка кислорода — 184 моль на грамм хлорофилла в час, что было аналогично показателям возрожденных через 2-3 года организмов. Эти показатели свидетельствуют о том, что микроорганизмы, несмотря на возраст, способны сохранять свою функциональность и приспособленность к окружающей среде.

Однако помимо способности к возрождению, исследователи заметили, что генетика этих водорослей изменялась на протяжении тысяч лет. Изучая генетические различия между образцами, ученые обнаружили, что в разные исторические эпохи S. marinoi имели различные генетические особенности, что свидетельствует о том, как организмы адаптируются к изменяющимся условиям окружающей среды. Это открытие помогает понять, как на протяжении тысяч лет происходила эволюция микроорганизмов в ответ на изменения в окружающем мире, такие как колебания температуры, солености и уровня кислорода.

Этот эксперимент, основанный на принципах “экологии воскрешения”, не только раскрывает тайны экосистем Балтийского моря, но и может быть использован для понимания долгосрочных экологических процессов. Кроме того, результаты исследования могут помочь в понимании того, как экологические условия в водоемах могут изменяться в будущем, в том числе под воздействием изменения климата.

Источник: IFLScience