Классификация бактерий может быть сложнее, чем считалось ранее

Новое исследование Дартмутского колледжа ставит под сомнение то, как учёные должны интерпретировать наблюдаемые группировки бактерий. Исследование призывает к осторожности в предположении, что бактериальные кластеры всегда являются результатом экологических и генетических факторов.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что случайная диверсификация и вымирание клеток могут организовывать бактерии в таксономические единицы так же эффективно, как и классификация, основанная на экологических силах, движимых естественным отбором.

«Надёжная система классификации — ключ к пониманию микробного биоразнообразия», — заявила Ольга Жаксыбаева, доцент кафедры биологических наук Дартмутского колледжа. «В ходе нашего исследования мы обнаружили, что организация микроорганизмов ещё сложнее, чем считалось ранее».

В настоящее время учёные разделились во мнениях о том, какие факторы следует учитывать при классификации бактерий и других микроорганизмов. Некоторые отдают предпочтение модели «периодического отбора», при которой потомок наиболее приспособленного генотипа захватывает популяцию и образует новую группу. Другие выступают за модель «рекомбинации», при которой частый обмен материалом между генами внутри бактериальных популяций приводит к кластеризации организмов.

«Незнание того, что движет организацией микроорганизмов, затрудняет задачу быстрой и точной идентификации бактерий», — сказала Жаксыбаева. «К удивлению, мы обнаружили, что простое альтернативное объяснение также может объяснить паттерны группировки, устраняя необходимость прибегать к текущим моделям».

Исследовательская группа под руководством Жаксыбаевой проверила гипотезу о том, что простой цикл рождения-смерти клеток может производить микробные кластеры, похожие на группировки, наблюдаемые в природе. Анализ сотен геномов в четырёх бактериальных группах — Escherichia spp., Borrelia spp., Neisseria spp. и Helicobacter pylori — дал паттерны, неотличимые от наблюдаемых в большинстве генов трёх из четырёх бактериальных групп.

В результате полученных данных исследование рекомендует проверять диверсификацию микробных групп на соответствие предложенной модели рождения-смерти, прежде чем прибегать к более сложным объяснениям.