Бактерии тоже вымирают, и в больших масштабах

Бактерии вымирают с существенной скоростью, хотя, по-видимому, избегают массовых вымираний, которые случались с более крупными формами жизни на Земле. К такому выводу пришли учёные из Университета Британской Колумбии (UBC), Калифорнийского технологического института и Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. Это открытие противоречит распространённому в научной среде мнению, что таксоны микробов из-за их огромных популяций редко исчезают.

Исследование, опубликованное в Nature Ecology and Evolution, использовало массовое секвенирование ДНК и анализ больших данных для создания первого эволюционного древа, охватывающего значительную часть земных бактерий за последний миллиард лет.

«Бактерии редко образуют окаменелости, поэтому мы очень мало знаем о том, как микробный ландшафт эволюционировал с течением времени, — говорит руководитель исследования Стилианос Лука. — Секвенирование и математика помогли нам восполнить пробелы в бактериальном генеалогическом древе, нанести на карту их диверсификацию во времени и выявить случаи вымирания».

Лука и его коллеги оценивают, что на Земле сегодня существует от 1,4 до 1,9 миллиона бактериальных линий. Они также смогли определить, как это число менялось за последний миллиард лет — только за последний миллион лет произошло от 45 000 до 95 000 вымираний.

«Хотя современное бактериальное разнообразие, несомненно, велико, это лишь крошечный снимок того разнообразия, которое эволюция создала за всю историю Земли», — отмечает Лука.

Несмотря на частые и постоянные вымирания отдельных видов, работа показывает, что в целом бактерии экспоненциально диверсифицировались без перерыва. И они избежали внезапных, планетарных массовых вымираний, которые периодически происходили среди растений и животных. Лука предполагает, что конкуренция между видами бактерий движет высокой скоростью микробных вымираний, что делает их менее подверженными внезапным массовым, мультивидовым вымираниям.

Прошлые события видообразования и вымирания оставляют сложный след в филогениях — математических структурах, кодирующих эволюционное родство между существующими видами бактерий.

«Это исследование было бы невозможно 10 лет назад, — говорит соавтор работы Майкл Дёбели. — Сегодняшняя доступность массивных данных секвенирования и мощных вычислительных ресурсов позволила нам провести сложный математический анализ».

Далее Лука и его коллеги хотят определить, как физиологические свойства бактерий эволюционируют с течением времени, и увеличивалось ли их экологическое разнообразие так же, как и таксономическое. Если это так, это будет означать, что даже такие древние и относительно простые организмы, как бактерии, всё ещё обладают потенциалом для открытия новых способов выживания.