Необычайно давний этап эволюции микробов, предшествовавший всплеску биоразнообразия на Земле, удалось восстановить генетикам. Они изучили родственные связи почти 4000 семейств генов из трёх царств живой природы.

Изобретение природой новых генов (красный цвет) пережило резкий всплеск где-то у корня эволюции (на данном рисунке – верх). В последующие эпохи преобладали дублирование (синий), горизонтальный перенос (зелёный) и потери (жёлтый) генов (иллюстрация Lawrence A. David, Eric J. Alm /Nature) Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) выяснили, что задолго до кембрийского взрыва, в ходе которого появилось великое множество групп живых существ, произошёл похожий "взрыв" в мире генов. 

Расхождение и модификация нескольких исходных семейств генов по мере развития биосферы, деления её на царства, группы и так далее (иллюстрация Lawrence A. David) Авторы работы, опубликованной в Nature, посчитали, что между 3,3 и 2,8 миллиарда лет назад (где-то в интересную эпоху между появлением доядерных и ядерных одноклеточных) возникло 27% от всех существующих нынче семейств генов.

Однако наибольший интерес представляют функции тех генов, что оказались в совокупном геноме всего живого одними из самых древних. Анализ показал, что трёхмиллиардолетние гены вовлечены в транспорт электронов внутри клеточных мембран.

Этот механизм используется в дыхании, его можно найти и в кислородном фотосинтезе. Исследователи заключили, что резкое расширение разнообразия генов в архее заложило основы для последующих скачков. Так в конце рассмотренного периода (примерно 2,8 миллиарда лет назад) появляются первые гены, отвечающие за использование кислорода.

Последующий всплеск в числе "кислородных" генов хорошо согласуется с датой кислородной катастрофы, изменившей атмосферу планеты и приведшей к господству аэробных форм жизни.

Источник: MEMBRANA

Пьеранджело Лупорини и его коллеги из Университета Камерино (Италия) впервые предоставили прямые доказательства того, что две географически разнесённые популяции микроорганизмов могут успешно спариваться и обладают общим генофондом.

Один из представителей рода Euplotes (фото Aaron Bell / Albert Einstein College of Medicine) Представители этого вида, вероятно, преодолевают разделяющее их пространство благодаря глубоководным течениям.

Учёные занимались анализом инфузории Euplotes nobilii, метко названной «хорошим пловцом» или «хорошим моряком» (с греческого). Специалисты выделили в арктической и антарктической популяциях по три штамма, которые могут размножаться путём конъюгации (то есть прямого обмена генами) между собой и производить жизнеспособное потомство. Штаммы также имеют структурно аналогичные феромоны — сигнальные гормоны, обладающие важным значением для распознавания клеток и спаривания.

Поскольку инфузории прекрасно приспособлены к холоду, а холодная вода омывает весь земной шар, они без труда находят себе половых партнёров.

Открытие сделано при соавторстве ядерной магнитно-резонансной спектроскопии и участии Курта Уатрича, обладателя Нобелевской премии по химии 2002 года за разработку этой технологии.

В прошлом исследователи, основываясь на морфологических и фенотипических наблюдениях, предполагали, что обитающие на разных полюсах планктон и другие микроорганизмы могут принадлежать одному виду.

Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА