Революція в природі: водорості навчилися виживати без фотосинтезу та стали “хижаками”

Вчені зробили унікальне відкриття: група діатомових водоростей роду Nitzschia відмовилася від фотосинтезу. Тепер замість того, щоб отримувати енергію від Сонця, вони почали поглинати вуглець із навколишнього середовища.

Дане дослідження опубліковане в журналі PLOS Biology .

На відміну від більшості діатомових водоростей, які використовують фотосинтез для отримання вуглецю, деякі види Nitzschia втратили хлорофіл і тепер харчуються вуглеводами, що містяться в морських водоростях і рослинах, що розкладаються. Щоб зрозуміти, як відбувся цей перехід, дослідники секвенували геном Nitzschia sing1 і виявили в ньому ген, що кодує фермент, руйнуючий альгінат – складний полімер вуглецевий, що міститься в клітинних стінках бурих водоростей.

Цей ген, що спочатку належав морській бактерії, був одного разу поглинений предком Nitzschia і інтегрований у його геном. Згодом ген зазнав множинні дуплікації та мутації, що призвели до появи нових функцій. Завдяки цим змінам Nitzschia навчилася розщеплювати альгінат та використовувати його як джерело вуглецю, повністю відмовившись від фотосинтезу. Це дозволило водоростям зайняти нову екологічну нішу — жити на інших морських водоростях у припливних зонах.

Однак не всі непігментовані діатомеї з роду Nitzschia мають такий механізм поглинання вуглецю. Це говорить про те, що інші види можуть мати альтернативні стратегії харчування. Дослідники планують зібрати та проаналізувати більше зразків Nitzschia, щоб краще зрозуміти їхній метаболізм та способи циркуляції вуглецю в прибережних екосистемах. Ці відкриття допоможуть пролити світло на еволюційні механізми, що дозволяють окремим видам адаптуватися та займати нові екологічні ніші.