Важное открытие изменило представление о бактериях, доказав, что, подобно растениям и животным, они организованы в отдельные виды.
Научное сообщество долгое время считало, что бактерии, в отличие от растений и животных, не образуют четко различимых видов. Однако недавнее исследование, проведенное командой ученых под руководством профессора Костаса Константинидиса из Технологического института Джорджии, переворачивает это представление с ног на голову. Оказывается, бактерии действительно организованы в отдельные виды, а их эволюция куда более «сексуальна», чем считалось ранее.
Традиционно считалось, что бактерии размножаются исключительно бесполым путем, а их способность к горизонтальному переносу генов делает невозможным формирование устойчивых видов. Однако новое исследование показывает, что бактерии поддерживают свою видовую идентичность благодаря механизму, напоминающему половое размножение.
Чтобы выяснить, как именно микроорганизмы сохраняют свою генетическую целостность, ученые использовали передовой биоинформатический метод для анализа обмена генами. Они изучили полные геномы двух видов бактерий из природных популяций: Salinibacter ruber, обитающего в соленых водоемах, и Escherichia coli, широко распространенного в кишечнике животных.
Анализ показал, что ключевую роль в формировании видов играет механизм гомологичной рекомбинации. Это процесс, при котором бактерии активно обмениваются участками ДНК и встраивают новый генетический материал в свой геном, заменяя схожие фрагменты. Причем этот обмен происходит хаотично по всему геному, а не в каких-то отдельных его участках.
Фактически, этот процесс действует как «генетический клей», который удерживает бактерии одного вида в пределах его границ. Исследователи также обнаружили, что представители одного вида охотнее обмениваются ДНК между собой, чем с бактериями другого вида, что дополнительно укрепляет границы между видами.
Это открытие может изменить подходы к изучению бактериальной эволюции, а также повлиять на такие области, как экология, медицина и здравоохранение. Понимание того, как бактерии образуют и сохраняют виды, поможет точнее идентифицировать, моделировать и регулировать микроорганизмы, представляющие клинический или экологический интерес. Возможно, нам еще предстоит пересмотреть многое из того, что мы знаем о микробном мире – мире, который оказывается куда более организованным и сложным, чем мы думали.