Британские и американские биологи обнаружили в горячих источниках на Камчатке две группы близкородственных микроорганизмов из числа архей, недавно «отпочковавшихся» от единого предка, изучили подробности процесса их специализации и опубликовали свои выводы в статье в журнале PLoS One.

Несмотря на большие затруднения в точной классификации бактерий, архей и других простейших одноклеточных, ученые выделили огромное количество видов микробов. Обмен «полезными» генами между бактериями и другие эволюционные механизмы не позволяют с точностью определить, является ли та или иная бактерия принципиально новым видом или всего лишь новой «версией» старого штамма. Археи - одноклеточные организмы, отличающиеся как от бактерий, так и от всех других организмов, клетки которых имеют ядра (эукариоты).

Группа биологов под руководством Рейчел Уитейкер (Rachel Whitaker) из университета штата Иллинойс в городе Урбана (США) проследила за появлением двух новых видов микроорганизмов в горячих источниках у вулкана Мутновский на Камчатке из клеток одного общего предка - археи Sulfolobus islandicus.

Эти микроорганизмы принадлежат к числу так называемых «экстремофилов» - одноклеточных живых существ, обитающих в самых неблагоприятных для жизни условиях. Sulfolobus islandicus предпочитают жить в крайне кислой воде геотермальных источников, где температура может доходить до 80 градусов Цельсия. Они окисляют молекулы серы и преобразуют полученную энергию в питательные вещества.

Уитейкер и ее коллеги нашли в геотермальном источнике у вулкана Грязновский двенадцать штаммов Sulfolobus islandicus. Эти микробы делились на две «группировки», которые занимали свои собственные экологические ниши. По словам ученых, геномы подвидов археи практически не различались, и, тем не менее, бактерии из разных «сообществ» обменивались генами гораздо реже, чем со своими «близкими» из родной группы штаммов.

«Мы увидели, что эти группы представляют два разных вида, геном которых отличается всего на 0,35%. Это составляет примерно треть разницы в устройстве ДНК человека и шимпанзе. Таким образом, новые виды могут отпочковываться от «родителя» даже при генетических различиях, составляющих лишь проценты от «обычной» генетической дистанции между видами», - пояснила Уитейкер.

Биологи проанализировали геномы Sulfolobus islandicus и выделили фрагменты, которые менялись сильнее всего и меньше всего у штаммов двух новых видов. Оказалось, что большая часть генома была достаточно изменчивой и мало влияла на видовую принадлежность архей. С другой стороны, небольшие участки генома - «островки стабильности» в терминологии Уитейкер и ее коллег - играли ключевую роль в специализации бактерий.

«По всей видимости, видовое разнообразие бактерий на несколько порядков шире, чем мы себе представляли. Это просто уму непостижимо», - заключает Уитейкер.