მიწის სიღრმეში მობინადრე ერთ-ერთი ბაქტერია, რომელიც რადიოაქტიური დაშლის შედეგად წარმოქმნილი ქიმიური რეაქციებით ცოცხლობს, მილიონობით წლის განმავლობაში არ შეცვლილა. ამის შესახებ ახალი კვლევა მიუთითებს.
მიკრობის სახეობა Candidatus Desulforudis audaxviator (CDA) სამ სხვადასხვა კონტინენტზე შეაგროვეს და გენეტიკური ანალიზები ჩაუტარეს; ირკვევა, რომ ეს ბაქტერია სულ ოდნავ განვითარდა მას შემდეგ, რაც სუპერკონტინენტ პანგეას დაშლის შემდეგ დედამიწის სხვადასხვა ნაწილებში აღმოჩნდა.
ეს კი იმას ნიშნავს, რომ ისინი ე. წ. ევოლუციურ სტაგნაციაში სულ მცირე 175 მილიონი წლის განმავლობაში იყვნენ და შესაბამისად, CDA ამჟამად ჩვენთვის ცნობილი ერთადერთი ცოცხალი, მიწისქვეშა ბაქტერიული გადმონაშთია. ამან კი შეიძლება უზარმაზარი გავლენა მოახდინოს ჩვენს წარმოდგენაზე მიკრობული ევოლუციის შესახებ.
„ეს აღმოჩენა გვიჩვენებს, რომ ფრთხილად უნდა ვიყოთ ევოლუციის სიჩქარის შესახებ ვარაუდებისა და სიცოცხლის ხის ინტერპრეტაციისას. შესაძლებელია, რომ ზოგიერთი ორგანიზმი სრულფასოვნად ჩაერთოს ევოლუციურ რბოლაში, ზოგიერთი კი ამ გზას ცოცვით გაუყვეს, რაც ართულებს სანდო მოლეკულური ვადების დადგენას“, — ამბობს ჩრდილოეთ ალაბამის უნივერსიტეტის მიკრობიოლოგი ერიკ ბეკრაფტი.
CDA გამორჩეული, პატარა ორგანიზმია. პირველად 2008 წელს, დედამიწის ზედაპირიდან 2,8 კმ სიღრმეში აღმოაჩინეს, სამხრეთ აფრიკის ერთ-ერთი ოქროს მაღაროს მიწისქვეშა წყალში. აღსანიშნავია, რომ იმ ადგილას მიკროორგანიზმთა 99,9 პროცენტს სწორედ ეს ბაქტერია შეადგენდა და ეფექტიანად აყალიბებდა ერთ სახეობიან ეკოსისტემას.
ასეთი რამ კი საკმაოდ იშვიათია. ციცქნა მიკრობები, რომლებიც ქანებში წყლითა ამოვსებულ სიღრუეებში ბინადრობენ და კვებისათვის ქემოსინთეზზე არიან დამოკიდებული; ფოტოსინთეზისგან განსხვავებით, რომელიც მზის სინათლეს ენერგიად გარდაქმნის, ქემოსინთეზური ორგანიზმები ენერგიას ქიმიური რეაქციებიდან იღებენ.
CDA-ს შემთხვევაში, ეს გახლავთ წყლის მოლეკულების დაშლა ურანის, კალიუმისა და თორიუმის რადიოაქტიური დაშლით წარმოქმნილი იონიზებული რადიაციით.
გამომდინარე აქედან, დედამიწაზე არსებული სიცოცხლის უდიდესი ნაწილისგან განსხვავებით, ეს ბაქტერია გადარჩენისათვის სულაც არ არის დამოკიდებული მზის სინათლეზე ან სხვა ორგანიზმებზე — უბრალოდ შეუძლია იყოს და იყოს ძალიან ღრმად, ნესტიან წყვდიადში.
მკვლევართა ჯგუფს სურდა უფრო მეტი გაეგო CDA-ის შესახებ — როგორ განვითარდა და ადაპტირდა; შესაბამისად, ღრმა მიწისქვეშა წყლების ნიმუშები სხვა კონტინენტებისანაც აიღეს და ეს ბაქტერია აღმოაჩინეს ციმბირის, კალიფრონიისა და სამხრეთ აფრიკის სხვა ადგილების ნიმუშებში.
სამივე კონტინენტიდან ჯამში 126 მიკრობი შეაგროვეს და ძალიან ფრთხილად დაიწყეს მათი გენომების გაშიფვრა; ამ პროცესში იმდენად ფრთხილობდნენ, რომ თოთოეული ლაბორატორიის მკვლევრები ერთმანეთს ფიზიკურად არც კი უახლოვდებოდნენ. ფიქრობდნენ, რომ სხვადასხვა კონტინენტზე, სხვადასხვა ფიზიკოქიმიურ გარემოში მოპოვებული მიკრობების ერთმანეთთან შედარებით ნახავდნენ იმ გზებს, რომლებითაც ისინი განვითარდნენ და გამრავალმხრივდნენ კონკრეტულ გარემო პირობებთან მორგებისას.
„გვსურდა, ეს ინფორმაცია იმის გასარკვევად გამოგვეყენებინა, როგორ განვითარდნენ ისინი და რა სახის გარემომ რა სახის გენეტიკური ადაპტაციები განაპირობა“, — ამბობს მენის ოკეანის მეცნიერებათა ლაბორატორიის მიკრობიოლოგი რამუნას სტეპანაუკასი.
მისივე განცხადებით, ისინი ამ მიკრობებს იმ იზოლირებულ კუნძულთა ბინადარი სკვინჩების მსგავსად აღიქვამდნენ, რომლებსაც დარვინი გალაპაგოსზე სწავლობდა.
არც ჰქონდათ მიზეზი, რომ ასე არ ეფიქრათ — როგორ შეიძლებოდა ციმბირში 3 კილომეტრის სიღრმეში ბინადარ მიკრობს კონტაქტი ჰქონოდა სამხრეთ აფრიკაში ამავე სიღრმეში ბინადარ მიკრობთან? თუმცა, როდესაც ჯგუფმა მათი გენომები ერთმანეთს შეადარა, აღმოაჩინა, რომ სამ კონტინენტზე მოპოვებულ მიკრობთა გენომები თითქმის იდენტური იყო.
უფრო დეტალურმა კვლევამ ვერ მიაგნო იმის მტკიცებულებას, რომ ბაქტერია CDA-ს ზედაპირზე ან ჰაერში გადარჩენა შეუძლია, ვერც დიდ მანძილებზე გადაადგილდებიან. შედეგები ორჯერ გადაამოწმეს, რათა ნიმუშების ერთმანეთით დაბინძურება გამოერიცხათ. როდესაც ეს ყველაფერი გამოირიცხა, მკვლევრებმა უკვე სხვა პასუხის ძიება დაიწყეს.
ყველაზე შესაძლო ახსნა კი ის იყო, რომ ეს მიკრობები თითქმის არ განვითარებულან.
„საუკეთესო ახსნა, რაც ამ დროისთვის გაგვაჩნია, არის ის, რომ ეს მიკრობები დიდად არ შეცვლილან მას შემდეგ, რაც მათი ფიზიკური ადგილმდებარეობა გაიყო, სუპერკონტინენტ პანგეას დაშლის დროს, დაახლოებით 175 მილიონი წლის წინ“, — ამბობს სტეპანაუსკასი.
მისივე თქმით, ისინი იმ პერიოდის ცოცხალ ნამარხებს ჰგვანან, რაც საკმაოდ თამამად ჟღერს და ეწინააღმდეგება თანამედროვე გაგებას მიკრობთა ევოლუციის შესახებ.
ცნობილია, რომ ბაქტერიას საკმაოდ სწრაფი ევოლუცია შეუძლია; უფრო მეტიც, ეს საკმაოდ დიდი პრობლემაა ანტიბიოტიკური პრეპარატების შექმნისას, რადგან ზოგიერთ მიკრობს ამ პრეპარატების წინააღმდეგ განვითარება შეუძლია. თუმცა, ამ დრომდე არაფერი გაგვეგო საპირისპირო სცენარის შესახებ. ზოგიერთი მკვლევარი ვარაუდობდა, რომ ზოგი ციანობაქტერია შეიძლება ევოლუციური სტაგნაციის პროცესში ყოფილიყო, მაგრამ ეს საკითხი საკამათოდ რჩებოდა.
ამჯერად, CDA შეიძლება მიკრობებში ევოლუციური სტაგნაციის საუკეთესო შემთხვევა იყოს. ჯგუფის აზრით, ამის მიზეზი შეიძლება ის იყოს, რომ მიკრობებს აქვთ მუტაციებთან შეწინააღმდეგებაში დამხმარე სპეციალური მექანიზმები. მკვლევრებმა გამოავლინეს დნმ-ის აღდგენის მექანიზმის გენები, რომლებიც შეიძლება ამცირებდეს მუტაციის მაჩვენებლებს; ასევე დაადგინეს, რომ მათ პოლიმერაზას — ფერმენტები, რომლებიც თავს უყრის გენეტიკური მასალის გრძელ ჯაჭვებს — უფრო მეტი სიზუსტე აქვს, ვიდრე ზოგიერთ სხვა ორგანიზმში.
მეცნიერთა განცხადებით, ამ ყველაფერს შეიძლება პოტენციური გამოყენება ჰქონდეს ბიოტექნოლოგიებში, სადიაგნოსტიკო ტესტებით დაწყებული, გენური თერაპიით დამთავრებული. გარდა იმისა, რომ შეგვიძლია ეს მონაცემები ჩვენს სასარგებლოდ გამოვიყენოთ, აღმოჩენა კიდევ ერთხელ გვიჩვენებს, რამდენად ცოტა რამ ვიცით ჩვენი უცნაური, საოცარი, მრავალფეროვანი პლანეტის შესახებ.
„ეს აღმოჩენა კიდევ ერთხელ მკაფიოდ შეგვახსენებს, რამდენად სხვადასხვა გზით წავიდნენ სიცოცხლის ხეზე ჩვენ მიერ შემჩნეული სხვადასხვა მიკრობული შტოები მათი ბოლო საერთო წინაპრის შემდეგ. ამის გაგება კი კრიტიკულად მნიშვნელოვანია დედამიწაზე სიცოცხლის ისტორიის გარკვევისთვის“, — ამბობს ჩრდილოეთ ალაბამის უნივერსიტეტის მიკრობიოლოგი ერიკ ბეკრაფტი.
კვლევა The ISME Journal-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია bigelow.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
