Правила жизни: От пруда до других миров

Бассейн Куатро-Сьенегас в пустыне Чиуауа (Мексика), который около 43 млн лет назад был изолирован от Мексиканского залива, представляет собой уникальную экосистему с крайне низким содержанием питательных веществ. В нём сохранилось «затерянное» микробное сообщество древнего морского происхождения. Это делает бассейн бесценной природной лабораторией для изучения того, как могла существовать жизнь на других планетах, например, на ранней Земле или в прошлых влажных средах Марса.

В ходе эксперимента в мелководном, бедном питательными веществами пруду Лагунита исследователи из Аризонского университета и других институтов в течение 32 дней добавляли в воду удобрения, богатые азотом и фосфором. Они изучали, как добавление ресурсов меняет микробное сообщество, особенно его способность к обработке биохимической информации (репликации ДНК, транскрипции РНК и трансляции белков). Гипотеза состояла в том, что в олиготрофных (бедных) средах микроорганизмы используют малозатратные стратегии, а в богатых питательными веществами — ресурсоёмкие.

Результаты, опубликованные в eLife, подтвердили эту гипотезу: обогащённое питательными веществами сообщество стало доминировать видами, способными обрабатывать информацию быстрее, тогда как исходное сообщество состояло из видов с низкими затратами на эти процессы. Как отмечает старший автор Джим Элсер, это, возможно, впервые позволило выявить фундаментальные геномные черты, систематически связанные с реакцией микробов на статус питательных веществ в экосистеме, независимо от видовой принадлежности.

Это открытие предполагает, что любые организмы, где бы они ни находились, должны иметь механизмы обработки информации, «настроенные» на ключевые ресурсы окружающей среды. «Это очень захватывающе, поскольку предполагает существование правил жизни, которые должны быть применимы как к жизни на Земле, так и за её пределами», — заключает ведущий автор Джордан Оки.