Микробы эволюционируют быстрее, чем океан может их рассеять

Исследователи из Северо-Восточного университета и их международные коллеги создали сложную модель для изучения роли нейтральной эволюции в биогеографическом распределении морских микробов. Их результаты, опубликованные в журнале Science, опровергают давнее представление о том, что микробы бесконечно мобильны и одинаковые клетки можно найти где угодно в мировом океане.

Ученые установили, что микробы эволюционируют быстрее, чем океаническая циркуляция может их рассеять. Это приводит к формированию существенных и динамичных биогеографических паттернов в их популяциях в поверхностном океане. Как пояснил ведущий автор Ферди Хеллвегер, различия между океаническими провинциями возникают из-за нейтральной эволюции и ограничения расселения, и поскольку провинции не являются хорошо перемешанными, эти различия могут продолжать накапливаться.

Полученные данные также проливают свет на то, как морские микробы могут реагировать на глобальное изменение климата. Если бы океан был полностью перемешан, адаптация микробов к новым условиям могла бы происходить быстрее. Однако из-за ограниченного расселения определенные виды могут не выживать при новых температурах в конкретных провинциях. В исследовании ученые количественно оценили роль нейтральных процессов, смоделировав деление, мутацию и гибель около 100 000 индивидуальных клеток морских бактерий с полными геномами в глобальной модели циркуляции поверхностного океана.