Водоросли представляют собой разнообразную группу организмов, обитающих в воде и осуществляющих фотосинтез. Некоторые из них утратили способность использовать солнечную энергию, например диатомея ницшия Nitzschia sp. Новое исследование посвящено эволюции генома этой диатомеи. Исследование показывает, что заимствование ДНК от бактерии и другие изменения генома позволили ницшии использовать альгинаты — важный компонент бурых водорослей, таких как фукус и ламинария.
Многие знакомые нам живые существа прошли невероятный эволюционный путь. обликНекоторые когда-то автотрофные водоросли утратили способность питаться энергией света. Часть из них так преобразилась, что напоминают грибы.
Среди прочих примеров можно привести паразитических одноклеточных организмов из группы… апикомплексов Как у малярийного плазмодия, эти организмы сохранили пластиды.
Растительные органеллы, утратившие способность к фотосинтезу, указывают на то, что предки паразитов были растениями, использующими свет в качестве источника энергии.
В иных ситуациях восстановить первоначальный вид живых существ и узнать о способе их современного питания труднее. Так обстоит дело с ницшими… Nitzschia Это представители диатомовых водорослей с сложным панцирем из кремнезема.
Диатомеи — важные производители первичного продукта в морских экосистемах. Но ницшия больше не может выполнять эту функцию: ее бесцветные клетки лишены фотосинтетических структур. По всей видимости, представители рода… Nitzschia Потеряв способность самостоятельно синтезировать органические вещества, стали паразитами.
Как именно питаются эти организмы и как стали называться «бывшими водорослями»? С экологической точки зрения подобные клетки скорее следует относить к простейшим, то есть гетеротрофным протистам.
Новая исследовательская работа пролила свет на эволюционную историю ничтожеств. статья в журнале PLOS BiologyУчёные расшифровали геном одного из штаммов ницш. Nitzschia Известно, что подобные клетки обитают на бурых водорослях. Fucus serratus и Sargassum Производят, применяя полисахарид альгинат. В составе тел таких водорослей он составляет примерно 40 процентов.
Выяснилось, что Ницше позаимствовал необходимый ген. PL7 (Polysaccharide Lyase 7, альгинатлиаза) семейства ALY У морской бактерии произошел горизонтальный перенос генов, когда ДНК одной клетки передалась другой, неродственной клетке.
Такое перемещение часто наблюдается у бактерий, а у эукариот, в том числе у водорослей, встречается реже. ALY) отсутствуют у других диатомей.
Но это было не конец истории. Перестройка… эволюции Ницхий продемонстрировал, что после первого получения гена альгинатлиазы тот неоднократно увеличивается в количестве и претерпевает мутации.
В итоге сейчас Nitzschia sing1 имеет 91 потомка родственного гена, разделяемых на три генных семейства. Лишь один из них сохранил первоначальную ферментативную активность.
Два других семейства претерпели другие сложные генные изменения и приобрели новые возможности. Теперь их функция заключается в переносе олигосахаридов во внутриклеточные органеллы или образовании моносахаридов при расщеплении альгинатов.