Бактерии вымирают со значительной скоростью, хотя, по-видимому, избегают массовых вымираний, которые поразили более крупные формы жизни на Земле, согласно новому исследованию Университета Британской Колумбии (UBC), Калифорнийского технологического института и Национальной лаборатории Лоуренса Беркли.. Это открытие противоречит широко распространенному научному представлению о том, что таксоны микробов из-за их очень большой популяции редко вымирают.
Исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature Ecology and Evolution, использовало массовое секвенирование ДНК и анализ больших данных для создания первого эволюционного дерева, охватывающего большую часть земных бактерий за последний миллиард лет.
«Бактерии редко превращаются в окаменелости, поэтому мы очень мало знаем о том, как микробный ландшафт развивался с течением времени», - говорит Стилианос Лука, исследователь из Исследовательского центра биоразнообразия Университета Британской Колумбии, который руководил исследованием. «Секвенирование и математика помогли нам заполнить генеалогическое древо бактерий, составить карту их разнообразия с течением времени и выявить их исчезновение».
Лука и его коллеги оценивают, что сегодня на Земле существует от 1,4 до 1,9 миллиона бактериальных линий. Они также смогли определить, как это число изменилось за последний миллиард лет - от 45 000 до 95 000 вымираний только за последний миллион лет..
«Хотя современное бактериальное разнообразие, несомненно, велико, это всего лишь крошечный снимок того разнообразия, которое эволюция породила за всю историю Земли», - говорит Лука.
Несмотря на частое и неуклонное исчезновение отдельных видов, работа показывает, что в целом бактерии диверсифицировались в геометрической прогрессии без перерыва. И они избежали внезапных массовых вымираний по всей планете, которые периодически происходили среди растений и животных. Лука подозревает, что высокая скорость вымирания микробов обусловлена конкуренцией между видами бактерий, что делает их менее склонными к внезапным массовым вымираниям нескольких видов.
Прошлые события видообразования и вымирания оставляют сложный след в филогениях - математических структурах, которые кодируют эволюционное родство между существующими видами бактерий.
«Это исследование было бы невозможно 10 лет назад», - говорит Майкл Доебели, математик и зоолог Университета Британской Колумбии, старший автор статьи. «Сегодняшняя доступность массивных данных секвенирования и мощных вычислительных ресурсов позволила нам выполнить сложный математический анализ».
Далее Лука и его коллеги хотят определить, как физиологические свойства бактерий развиваются с течением времени, и увеличивается ли их экологическое разнообразие аналогично их таксономическому разнообразию. Если это правда, это будет означать, что даже древние и относительно простые организмы, такие как бактерии, все еще имеют потенциал для открытия новых способов выживания.