Морские бактерии потеряли жгутики при возвращении в океан

Ученые обнаружили жгутики у бактерий из филума Chloroflexota, обитающих в горячих источниках. Исследование показывает, что эти структуры были утрачены другими формами Chloroflexota, которые адаптировались к морской среде сотни миллионов лет назад.

Chloroflexota — это бактерии, способные разлагать загрязнители и перерабатывать углерод. Они были частью древней линии бактерий, мигрировавших из океанов на сушу. Наземные Chloroflexota сохранили определенные черты, которые большинство морских форм утратило, вернувшись в океан.

Горячие источники — это экстремальные среды с широким диапазоном температур и pH. В них обитают специализированные микробные сообщества, использующие уникальный набор химических веществ.

Исследование, опубликованное в The ISME Journal, было сосредоточено на классе Dehalococcoidia внутри Chloroflexota. Некоторые Dehalococcoidia способны разлагать вредные химические вещества, содержащиеся в пестицидах и хладагентах.

Ключевые открытия:

• Обнаружение жгутиков: Секвенирование генома и метагеномное секвенирование, проведенное Объединенным институтом генома Министерства энергетики США, выявило наличие жгутиков у Chloroflexota из горячих источников. Ранее считалось, что у этого филума их нет.
• Утрата в океане: Морские Dehalococcoidia не имеют жгутиков. Вероятно, они были утрачены в ходе эволюционной адаптации. Для таких мелких бактерий в открытой воде жгутики могли стать обузой, требуя больше энергии для плавания, чем они могли бы получить, преследуя питательные вещества.
• Другие утраченные черты: Исследование также выявило аналогичную утрату клеточных стенок и сложную эволюционную картину генов, связанных с потреблением растительных соединений, как у морских, так и у обитающих в горячих источниках Dehalococcoidia.
• Кооперация: Поскольку у этих бактерий нет полных биохимических путей для самостоятельного разложения растительного материала, они, вероятно, сотрудничают с другими микроорганизмами в своем сообществе.
• Взаимодействие с растениями: У бактерий обнаружены ферменты для синтеза или разложения растительных гормонов. Это означает, что их наземные аналоги потенциально могут влиять на рост растений.

Различные представители Chloroflexota демонстрируют способность к дыханию с кислородом и без него, фиксации азота и разложению органических и неорганических соединений. Изучение их разнообразных метаболических возможностей может помочь в разработке микроорганизмов для производства биотоплива и других устойчивых применений.