Archaea hold clues to ancient ocean temperatures

Исследователи из Стэнфордского университета решили загадку, остававшуюся неразгаданной десятилетиями: они обнаружили белки, которые позволяют выносливым микробам-археям укреплять свои клеточные мембраны в теплой воде. Эта находка поможет ученым точнее восстанавливать состояние климата Земли на миллионы лет назад, когда эти археи населяли древние океаны.

"Люди искали эти белки 40 лет", — говорит Паула Веландер, доцент наук о системе Земли в Стэнфордском университете и ведущий автор исследования, опубликованного 7 октября в Proceedings of the National Academy of Sciences. Теперь ученые смогут точнее использовать липиды (жиры) из мембран архей, сохранившиеся в морских осадках, для оценки исторических температур океана.

Когда археи испытывают стресс, они превращают свою обычно двойную клеточную мембрану в одинарный слой, делая ее более жесткой. Некоторые археи дополнительно укрепляют структуры, связывающие слои мембраны, добавляя кольцевидные фрагменты. Эти структуры хорошо сохраняются в морских осадках, и по количеству и типу колец климатологи могут оценить температуру поверхностных вод в прошлом. Однако оставалась неопределенность: вызывается ли образование колец только температурой у доминирующей группы архей Thaumarchaeota, или же другие факторы и группы архей также вносят свой вклад, что могло искажать температурные сигналы.

Новое исследование снимает эти опасения. Стэнфордская команда, экспериментируя с археей Sulfolobus acidocaldarius, определила два гена, ответственных за создание колец. Эти гены не были найдены в других группах архей, обитающих в морской среде. Это подтверждает, что Thaumarchaeota являются доминирующим источником кольцевидных структур в океане, поддерживая предыдущие реконструкции температур древних морей. "Теперь у нас есть критически важная информация, чтобы ограничить неопределенность, связанную с этим палеотемпературным прокси", — отметила Веландер.

Полученные результаты открывают путь для проверки данных по другим регионам мирового океана, таким как Атлантика и Средиземное море, а также для применения этого метода в озерах. Кроме того, понимание уникальной биохимии архей может найти применение в фармацевтике и материаловедении.