В Антарктике найдены миллионы неизвестных науке микробных генов
Южный океан, омывающий Антарктиду, играет ключевую роль в регуляции земного климата, выступая гигантским поглотителем углерода. Однако за этой мощной машиной стоят микроскопические «инженеры», о которых наука знает гораздо меньше, чем предполагалось, сообщает Еarth.com. Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, выявило в антарктических водах миллионы микробных генов, при этом более трети из них не значатся ни в одном существующем каталоге.
Невидимая система управления климатом
Международная группа исследователей под руководством биогеохимика Николаса Кассара из Университета Дьюка (США) провела масштабную генетическую перепись микромира Южного океана. Результаты оказались ошеломляющими: почти 38% обнаруженных генов не имеют аналогов в мировых базах данных.
«Выяснилось, что огромная часть этих генов просто отсутствует в науке», — отмечает Кассар.
Этот пробел критически важен: каждый неизвестный ген может отвечать за уникальный химический процесс — например, за то, как океан поглощает углекислый газ или перерабатывает питательные вещества.
Океанические «районы» и микробиом
Исследование показало, что микроорганизмы в Антарктике не перемешаны хаотично. Они организованы в четкие «генетические кварталы», границы которых определяются не географической широтой, а температурой и соленостью водных масс.
Океанические течения переносят эти сообщества на огромные расстояния, словно запечатанные посылки. В зонах столкновения течений сообщества смешиваются, создавая уникальные биологические коктейли. Это означает, что любое вызванное климатом изменение циркуляции океана может полностью перестроить микробную активность, даже если береговая линия останется прежней.
Двигатели переработки: от цветения до вирусов
Особое внимание ученые уделили зоне вблизи ледника Мерц в Восточной Антарктиде. Здесь было зафиксировано мощное цветение микроводорослей, превратившееся в «горячую точку» генетической активности. Бактерии, обитающие в этом районе, обладают специфическими наборами генов для сверхбыстрого расщепления свежей органики.
Однако жизнь здесь — это не только созидание. Исследователи обнаружили высокую концентрацию вирусной ДНК, включая гигантские вирусы, способные «взламывать» клетки хозяев и перехватывать управление их метаболизмом. Функции многих вирусных последовательностей остаются загадкой, что намекает на существование в полярных водах совершенно неизвестных науке стратегий инфекции.
Глобальное сходство и локальная уникальность
Интересно, что многие гены из Южного океана встречаются и в Арктике, но практически отсутствуют в теплых широтах. В полярных океанах схожие экстремальные условия — холод, сезонные циклы света и близость льда, — что диктует схожие стратегии выживания. Тем не менее, антарктический набор данных остается уникальным.
Ученые подчеркивают: чтобы превратить эту генетическую карту в точные климатические прогнозы, необходимо круглогодичное наблюдение, включая долгую антарктическую зиму. Только понимание того, что именно делают эти миллионы «молчащих» генов, позволит в полной мере оценить, как жизнь в Южном океане отреагирует на глобальное потепление.
