Исследование в шахте показывает, как быстро могут эволюционировать бактерии

Два учёных в области наук о Земле и окружающей среде из Калифорнийского университета, наблюдая за бактериями in situ в заброшенной шахте в Северной Калифорнии, смогли увидеть, как быстро один почти не нарушенный вид бактерий эволюционировал в дикой природе. Результаты опубликованы в журнале Science.

Винсент Денеф и Джиллиан Ф. Бэнфилд более девяти лет изучали бактерию Leptospirillum, обитающую на поверхности стоячей и движущейся воды в шахте Ричмонд. Они пришли к выводу, что бактерии, которые, как они полагают, изначально заселили горячие тёмные глубины пещер около 50 000 лет назад, совершили несколько эволюционных скачков за последние несколько десятилетий из-за проникновения бактерий извне. Всего исследователи идентифицировали шесть различных штаммов бактерий, все произошедшие от одного исходного штамма.

Исследование стало возможным благодаря экстремальным условиям в шахте Ричмонд (также известной как Айрон-Маунтин). После прекращения добычи железа в начале 60-х годов там осталась одна из самых кислых водных сред на планете. Температура в шахте держится на уровне 118°F (~48°C) при влажности, близкой к 100%.

Учёные периодически спускались в шахту, собирали образцы бактерий из разных зон и проводили анализ ДНК в лаборатории. Они выявили шесть специфических штаммов, каждый из которых демонстрировал эволюционный скачок, когда внешние бактерии смешивались с внутренними, создавая новый штамм, способный выживать в экстремальных условиях. Исследователи предполагают, что многие подобные смешения, вероятно, приводили к появлению нежизнеспособных штаммов, которые вымирали.

Все обнаруженные мутации произошли за последние несколько десятилетий, что может быть результатом деятельности человека и одновременно демонстрирует, насколько быстро бактерии могут эволюционировать в почти чистой, но дикой среде.

Следующим шагом учёные планируют попытаться определить происхождение внешних бактерий, которые привели к эволюционным скачкам внутри шахты.