Ученые обнаружили группу диатомовых водорослей из рода Nitzschia, которые отказались от фотосинтеза и перешли на потребление углерода из окружающей среды. Этот необычный эволюционный путь стал возможен благодаря приобретению бактериального гена предком этих водорослей. Работа опубликована в журнале PLOS Biology.
В отличие от большинства диатомовых водорослей, которые используют фотосинтез для получения углерода, некоторые виды Nitzschia утратили хлорофилл и теперь питаются углеводами, содержащимися в морских водорослях и разлагающихся растениях. Чтобы понять, как произошел этот переход, исследователи секвенировали геном Nitzschia sing1 и обнаружили в нем ген, кодирующий фермент, разрушающий альгинат — сложный углеродный полимер, содержащийся в клеточных стенках бурых водорослей.
Этот ген, изначально принадлежавший морской бактерии, был однажды поглощен предком Nitzschia и интегрирован в его геном. Со временем ген претерпел множественные дупликации и мутации, которые привели к появлению новых функций. Благодаря этим изменениям Nitzschia научилась расщеплять альгинат и использовать его как источник углерода, полностью отказавшись от фотосинтеза. Это позволило водорослям занять новую экологическую нишу — жить на других морских водорослях в приливных зонах.
Однако не все непигментированные диатомеи из рода Nitzschia обладают таким механизмом поглощения углерода. Это говорит о том, что у других видов могут быть альтернативные стратегии питания. Исследователи планируют собрать и проанализировать больше образцов Nitzschia, чтобы лучше понять их метаболизм и способы циркуляции углерода в прибрежных экосистемах. Эти открытия помогут пролить свет на эволюционные механизмы, позволяющие отдельным видам адаптироваться и занимать новые экологические ниши.
