Плиоцен и ранний плейстоцен наиболее похожи на возможное будущее Земли, если глобальное потепление продолжится. Ученые стремятся узнать больше о видовом разнообразии того периода. До недавнего времени могли изучать только следы генома пыльцы и крупных окаменелостей. Решением проблемы стал метод анализа eDNA — генетического материала из продуктов жизнедеятельности, сохраняющегося в осадочных породах. Недавно этот метод помог реконструировать экосистему геологической формации Кап-Кёбенхавн на Севере Гренландии, возникшую два миллиона лет назад при средней температуре на 10 градусов выше современной. Теперь ученые исследовали микроорганизмы оттуда и обнаружили поразительное сходство с современными болотными угодьями.
Раньше eDNA Исследователей интересовали микроорганизмы, однако их изучение в Кап-Кёбенхавн не проводилось. Эльске Виллерслевом восполнила этот пробел.
Их исследование размещено Портал с электронной библиотекой научных публикаций и предварительных отчетов по биологии. bioRxiv.org.
Ученые избегают работать с eDNAСложность разделения микроорганизмами обусловлена смешением двух групп сообществ в слоях. Первая группа состоит из фрагментов сильно поврежденных и погибших организмов. Вторая — это живые организмы, пребывающие в состоянии покоя на протяжении десятков и сотен лет. Такой банк семян может содержать «спящих» миллионы лет организмов, которых называют «путешественниками во времени».
Микроорганизмы из «банка семян» считаются современными и обогащают генофонд действующих обитателей планеты. В то же время «путешественники во времени» — это остатки прошлых времён. При оживлении возвращается ДНК исчезнувших видов. eDNA Отделение их от современных микроорганизмов представляется сложной задачей. В связи с этим генетики создали новый фреймворк, объединяющий несколько аналитических методов.
Породы Кап-Кёбенхавн формировались около двадцати тысяч лет в морских условиях. Это остаток экосистемы, образованной речными наносами на прибрежную отмель. Со временем морские осадки превратились в сушу с фьордами. Примерно миллион лет назад эта формация обнажилась. Поскольку к этому времени Гренландия была покрыта ледяным щитом, Кап-Кёбенхавн вошёл в состав вечной мерзлоты.
Кроме первоначальных микроорганизмов, обнаружились сообщества, характерные для вечномерзлых пород. Исследователям нужно было разделить eDNA этих двух типов микроорганизмов и найти им соответствия в современной среде.
Исходные сообщества микроорганизмов оказались очень похожими на те, которые обитают в современных болотах: это метаногенные археи, бактерии и вирусы. Ученым чаще всего встречались следы… Methanoflorens — микробов, поглощающих CO2 И выделяющих метан. По продуктивности среди других метаногенных организмов — самые сильные. Ближайший им родственник — бактерия из ледникового озера на Аляске.
Авторы статьи впервые описали археи, бактерии и вирусы, жившие в морских отложениях два миллиона лет назад. Успешно выделены первоначальные сообщества, что свидетельствует о существовании теплой, влажной, свободной ото льда Северной Гренландии на рубеже геологических эпох.
Выводы учёных таковы: экосистема, несмотря на то, что выступала дополнительным источником метана, имела возможность регулировать его количество с помощью различных бактерий. Methanoflorens.
Самое удивительное — находка ныне живущих потомков путешественников во времени, оттаявших из вечной мерзлоты. Получается, что при подходящих условиях покоящиеся виды могут воскрешать, проявляя чудеса устойчивости. Среди MethanoflorensОказывая существенное влияние на движение метана и усиливая климатический эффект от таяния вечной мерзлоты.
Нуклеотидные последовательности современных MethanoflorensЖивотные Гренландии, даже те, что живут за три тысячи километров от острова, и их спящие два миллиона лет предки схожи более чем на 98 процентов. В отличие от растений и крупных животных, микробиальные сообщества Гренландии до обледенения сильно напоминают те, что обитают сейчас в талых болотах Арктики.