تم العثور على ميكروبات كانت في حالة ركود تطوري لعشرات الملايين من السنين

تم العثور على ميكروبات كانت في حالة ركود تطوري لعشرات الملايين من السنين
تم العثور على ميكروبات كانت في حالة ركود تطوري لعشرات الملايين من السنين
Anonim

أظهرت الأبحاث التي أجراها مختبر Bigelow Ocean Science أن مجموعة من الميكروبات التي تتغذى على منتجات التفاعلات الكيميائية الناتجة عن اختراق الإشعاع كانت في حالة ركود تطوري لملايين السنين.

يوضح هذا الاكتشاف أننا يجب أن نكون حذرين بشأن وضع افتراضات حول سرعة التطور وحول تفسير شجرة الحياة. من الممكن أن يتم تسريع بعض الكائنات تطوريًا مثل العدائين ، بينما تتباطأ سرعة البعض الآخر ، مما يجعل من الصعب إنشاء جداول زمنية جزيئية موثوقة . - إريك بيكرافت ، المؤلف الرئيسي للدراسة.

تم اكتشاف الميكروب Candidatus Desulforudis audaxviator لأول مرة في عام 2008 من قبل مجموعة من العلماء بقيادة تاليس أونستوت ، المؤلف المشارك للدراسة الجديدة. وجدت في منجم ذهب بجنوب إفريقيا على بعد ثلاثة كيلومترات من سطح الأرض ، وهي تتلقى الطاقة التي يحتاجونها من التفاعلات الكيميائية التي يسببها التحلل الإشعاعي الطبيعي للمعادن.

إنهم يعيشون في تجاويف مملوءة بالماء داخل الصخور في نظام بيئي مستقل تمامًا ، وخالي من أشعة الشمس وأي كائنات أخرى.

نظرًا لبيولوجيتهم الفريدة وعزلتهم ، أراد مؤلفو الدراسة الجديدة فهم كيفية تطور هذه الميكروبات. قاموا بفحص عينات بيئية أخرى في أعماق الأرض ووجدوا Candidatus Desulforudis audaxviator في سيبيريا ووادي الموت في كاليفورنيا ، بالإضافة إلى العديد من المناجم الأخرى في جنوب إفريقيا.

أعطت هذه الاكتشافات الباحثين فرصة فريدة للعثور على الاختلافات التي نشأت بين السكان على مدى ملايين السنين من تطورهم.

أردنا استخدام هذه المعلومات لفهم كيفية تطورها والظروف البيئية التي تؤدي إلى بعض التعديلات الجينية. فكرنا في الميكروبات كما لو كانت من سكان جزر منعزلة - مثل العصافير التي درسها داروين في جزر غالاباغوس - راموناس ستيباناوسكاس ، مؤلف مشارك في الدراسة.

باستخدام الأدوات المتقدمة التي تسمح للعلماء بقراءة المخططات الجينية للخلايا الفردية ، درس الباحثون جينومات 126 ميكروبًا مصدرها ثلاث قارات. والمثير للدهشة أنهم اتضح أنهم جميعًا متطابقون تقريبًا.

وفقًا لستيباناوسكاس ، صدم هذا العلماء وجعلهم في حيرة من أمرهم. لم يجد الباحثون أي دليل على أن الميكروبات يمكن أن تسافر لمسافات طويلة ، أو تعيش على الأسطح ، أو تعيش طويلًا في وجود الأكسجين. وبالتالي ، لا يمكن أن تتداخل المجموعات السكانية المختلفة مع بعضها البعض بأي شكل من الأشكال.

أفضل تفسير لدينا في الوقت الحالي هو أن هذه الميكروبات لم تتغير كثيرًا منذ انتشار موقعها المادي أثناء تفكك قارة بانجيا العملاقة منذ حوالي 175 مليون سنة. يبدو أنهم أحافير حية لتلك الأيام. هذا يبدو جنونيًا جدًا ويتناقض مع الفهم الحديث لتطور الميكروبات - راموناس ستيبانوسكاس.

لاحظ مؤلفو العمل أن التطور الميكروبي المعروف يحدث بوتيرة أسرع بكثير. على سبيل المثال ، تتطور الإشريكية القولونية في غضون سنوات قليلة استجابة للتغيرات البيئية مثل التعرض للمضادات الحيوية.

يفترض الباحثون أن التطور الثابت الذي اكتشفوه مرتبط بالدفاع القوي ضد الطفرة في الميكروبات التي تمنع بشكل أساسي الشفرة الجينية. إذا كانوا على حق ، فهذا اكتشاف قيم للغاية.

تستخدم الإنزيمات الميكروبية التي تصنع نسخًا من جزيئات الحمض النووي ، والتي تسمى بوليميرات الحمض النووي ، على نطاق واسع في التكنولوجيا الحيوية. تعتبر الإنزيمات ذات الدقة العالية أو القدرة على إعادة تكوين نفسها ذات قيمة خاصة مع وجود اختلافات طفيفة بين النسخة والأصل.

هناك طلب كبير على بوليميرات الحمض النووي التي لا ترتكب الكثير من الأخطاء. يمكن أن تكون مثل هذه الإنزيمات مفيدة لتسلسل الحمض النووي والاختبارات التشخيصية والعلاج الجيني ، كما يقول ستيباناوسكاس.

يمكن أن يكون لنتائج هذه الدراسة آثار بعيدة المدى وتغير طريقة تفكير العلماء في جينات الميكروبات ومعدل تطورها.

هذه البيانات هي تذكير قوي بأن الفروع الميكروبية المختلفة التي نراها في شجرة الحياة يمكن أن تكون مختلفة تمامًا عن سلفها المشترك الأخير. ويخلص بيكرافت إلى أن فهم هذا أمر بالغ الأهمية لفهم تاريخ الحياة على الأرض.

موصى به: