В глубинах моря скрыты древние тайны, одна из которых была недавно раскрыта. Международная группа исследователей из Института Лейбница по изучению Балтийского моря (IOW) совершила сенсационное открытие: удалось оживить микроскопические водоросли, находившиеся в спящем состоянии почти 7000 лет в донных отложениях. Это достижение, в журнале The ISME JournalНовые открытия могут радикально изменять наше представление о выживании организмов в экстремальных условиях и их развитии на протяжении веков.
Воссоздание прошлого: обнаружение покоящихся водорослей.
Океаны и моря хранят следы древних эпох в своих глубинах. Изучая морские отложения, ученые могут воссоздавать климатические и экологические изменения, происходившие тысячи лет назад. Команда под руководством Сары Болиус пошла дальше: не просто изучив окаменелости, вернула к жизни настоящих микроорганизмов, погребенных под слоями ила.
В рамках проекта PHYTOARK, изучающего эволюцию Балтийского моря, ученые проанализировали керны с глубины 240 метров в Готландской впадине — области с аноксическими условиями. В этих кернах были обнаружены диатомовые водоросли, сохранившие жизнеспособность на протяжении тысячелетий, проведенных в темноте без доступа кислорода.
«Воскрешение» через 7000 лет: как это произошло?
Диатомовые водоросли играют важную роль в морских экосистемах, вырабатывая кислород и контролируя углеродный цикл. Долгое время неизвестно было, как они способны выживать в состоянии анабиоза.
В условиях света и питательных веществ ученые разместили старинные осадки, что привело к удивительному результату: водоросли ожили и размножались, словно время не властвовало над ними. Особо выносливой оказалась разновидность Skeletonema marinoi, которая просуществовала во всех испытанных образцах, включая самые древние — около 7000 лет старые.
Водоросли продемонстрировали удивительную способность к восстановлению — работают словно бы новые.
Биологическая активность древних водорослей оказалась сопоставима с современной. Их скорость роста составила около 0,31 деления клеток в день — почти так же, как у современных видов S. marinoi. Фотосинтез также был эффективным: производство кислорода достигло 184 микромолей на миллиграмм хлорофилла в час.
Как удалось сохранить жизнеспособность? Ученые предполагают, что водоросли смогли впасть в глубокий анабиоз благодаря защитным структурам и внутренним запасам энергии. Стабильные бескислородные условия донных отложений позволили «консервироваться» на тысячелетия.
Окно в эволюцию: древние водоросли — ключ к пониманию изменений климата.
Исследование включало не только «оживление» водорослей, но и анализ их ДНК. Выяснилось, что разные слои отложений содержат различные генетические группы S. marinoi, свидетельствуя об эволюции водорослей и их адаптации к изменениям среды Балтийского моря.
Этот подход, называемый «экология воскрешения», позволяет сравнивать организмов, существовавших тысячи лет назад, не только изучая окаменелости или древнюю ДНК. Это открывает новые возможности для понимания реакций видов на прошлые изменения климата, что может помочь предсказать их ответ на глобальное потепление в будущем.
Будущее: от биотехнологии до астробиологических поисков.
Открытие имеет глобальное значение:
- В науке пересматривают понятия о границах выживаемости, так как выяснилось, что некоторые организмы способны пребывать в состоянии анабиоза значительно дольше, чем думали ранее.
- Механизмы выживания водорослей, основанные на биотехнологиях, можно применить для замораживания семян, клеток и микроорганизмов.
- Если земные организмы могут прожить тысячи лет в крайних условиях, ожидая «пробуждения», то, быть может, жизнь на Марсе или спутнике Юпитера Европе тоже ждет своего часа под ледяной поверхностью.
Открытие расширяет наши знания о жизни и даёт надежду на научные прорывы: от охраны биоразнообразия до поисков внеземной жизни.