Дабы изучить данный вопрос, ученые в Отделе MIT Инженерной защиты и Гражданского строительства внешней среды (Центральная и Восточная Европа) сравнительно не так давно выполнили камеру камерой геномный анализ дикого населения Prochlorococcus, живущего в миллилитре – меньше чем чайной ложке четверти – океанской воды, и нашли много хорошего генетического поднаселения.Каждое поднаселение в тех немногих каплях воды характеризуется рядом главных генных аллелей, которые связаны с несколькими эластичными генами – комбинация, которую ученые MIT именуют «геномной базой» – что снабжает поднаселение совершенно верно настроенной пригодностью для конкретной экологической ниши. Разнообразие кроме этого существует в поднаселении базы; большая часть отдельных клеток в примерах они обучались несомый по крайней мере один комплект эластичных генов, не отысканных в каждый клетке в ее поднаселении.Салли Чишолм, доктор наук Ли и Джеральдин Мартин Экологических Изучений в Центральной и Восточной Европе и в Отделе MIT Биологии; бывшая Центральная и Восточная Европа postdoc Nadav Kashtan; и соавторы напечатали работу на данной работе в выпуске 25 апреля Науки.
Исследователи оценивают, что поднаселение отличалось по крайней мере пара миллионов лет назад. База – более ветхий, более медлительно развивающийся компонент генома, тогда как эластичные гены живут в регионах генома, где генный обмен довольно нередкий, облегчая более стремительную эволюцию.Изучение кроме этого продемонстрировало, что относительное изобилие поднаселения базы изменяется с сезонами на месте изучения, под Бермудами, додавая силу к доводу, что каждое поднаселение совершенно верно настроено для оптимального роста при разных условиях.
«Чистая чудовищность разнообразия, которое должно быть в octillion ячейках Prochlorococcus, живущих в морях, пугающая, дабы разглядеть», говорит Чишолм. «Это формирует прочное и стабильное население перед лицом экологической нестабильности».Океанская турбулентность кроме этого играет роль в разнообразии и эволюции Prochlorococcus: модель гидроаэромеханики предвещает, что в обычном океанском потоке, легко поделённые дочерние клетки дрейфуют скоро, разместив их сантиметры приятель не считая приятеля в минутах, десятки метров обособленно через километры и час обособленно спустя семь дней.«Увлекательный вопрос, ‘Из-за чего делает таковой всевозможный комплект поднаселения, существуют?’» Кэштэн говорит. «Огромная численность населения Prochlorococcus предполагает, что это способ и замечательное разнообразие, которым это организовано, не случайны, но являются продуктом шедевра естественного отбора».Чишолм и Кэштэн говорят, что эволюционное и экологическое различие среди поднаселения, возможно, распространено в второй дикой местности, вольно живет (не приложенный к частицам либо вторым организмам) виды бактерий со большой частью населения и высоко смешанными средами обитания.
«Это – быть может, самое сложное и полное изучение все же, дабы быть напечатанным в красивом масштабе генетическая диверсификация экологической микробной разновидности и этого верно, я думаю, предвещает, что страно разнообразное население может сберигаться страно продолжительное время», заявляют Ford Doolittle, член молекулярной биологии и факультета биохимии в Университете Далхаузи, что не был вовлечен в изучение. «В случае если биологи упорствуют в вере в ‘разновидностях’, они должны будут, возможно, решительно пересмотреть вверх собственные оценки какое количество таких вещей, в том месте. О чем мы будем, возможно, спорить, в течение продолжительного времени то, какие конкретно процессы либо силы не считая выбора имели возможность бы быть важны за такое стабильное разнообразие, и, в случае если мы не находим такие процессы, как что-то так по-видимому прекрасно смешанное, как океан может предложить столько разных маленьких отборных режимов».
«Это изучение может устанавливать рекорд для удач, сделанных в микробиологии, разбирая всего три капли морской воды», говорит Рэмунас Степэноскас из Лаборатории Бигелоу для Океанских Наук в Boothbay, Мэн, кто трудился над геномным анализом.Другие соавторы – Сара Роггенсэк, Себастьен Родриг, Джесси Томпсон, Стивен Биллер, Аллисон Коу, Хуиминг Динг, Роман Майкл и Стокер Фоллоус из MIT; Пекка Марттинен из Хельсинского Университета IT; и Рекс Мэлмстром из Совместного Университета Генома Министерства энергетики.
Работа была поддержана Подразделением Национального научного фонда (NSF) Экологической Биологии, NSF Биологический Раздел Океанографии, Центр NSF Образования и Микробного Исследования Океанографии (C-MORE), Научной Программы Геномики американского Министерства Инициативы и энергетики Микробиологии Морского пехотинца Фонда Гордона и Бетти Мур.