Ученые раскрыли секрет эволюции ледниковых водорослей

Ученые раскрыли секрет эволюции ледниковых водорослей

Люди занимают господствующее положение на планете, но часто недооценивают крошечных существ, с которыми делим Землю. Однако микроскопические клетки водорослей не только смогли адаптироваться к суровым условиям ледников, но и стали играть важную роль в их формировании. Об этом сообщает IFLScience.

В новом исследовании учёные из Великобритании и Канады изучили эволюцию пурпурных водорослей, проследив её на сотни миллионов лет назад. Результаты их работы показали, что эти водоросли не только выживают в экстремальных условиях, но и активно влияют на окружающую среду.

Исследователи выяснили, что маленький размер водорослей не является препятствием для их выживания. Напротив, они оказывают значительное влияние на лёд, на котором живут. В условиях климатических изменений ледники быстро меняются. Летом таяние льда приводит к образованию жидкой воды, а цветение пурпурных водорослей затемняет поверхность льда, ускоряя его таяние.

Адаптация к ледниковым условиям требует от микроскопических водорослей контроля над своим ростом и фотосинтезом. Учёные пришли к выводу, что водоросли находят баланс между таянием льда, температурой и доступным светом.

В ходе исследования учёные выяснили, как и когда водоросли адаптировались к жизни в экстремальных условиях. Они секвенировали и проанализировали геном ледниковых водорослей Ancylonema nordenskiöldii и обнаружили, что фиолетовый цвет, защищающий от ультрафиолетовых лучей, был вызван новыми генами, ответственными за производство пигментов.

Этот пигмент защищает водоросли от ультрафиолетовых и видимых лучей, а также делает их устойчивыми к низким температурам и другим условиям ледниковой среды. Авторы исследования считают, что эволюция этого пигмента была жизненно важна для адаптации водорослей к ледниковым условиям.

Таким образом, учёные пролили свет на эволюцию водорослей в суровых условиях. Они стремились понять, когда эта адаптация возникла в истории Земли.

Земля, которой более 4,5 миллиарда лет, пережила множество периодов холодного и тёплого климата. В течение тысяч и миллионов лет климат менялся от ледникового к межледниковому периоду.

Одним из самых холодных периодов был криогенный — 720–635 миллионов лет назад, когда Земля почти полностью была покрыта снегом и льдом. Исследователи считают, что климатические условия того времени были схожи с сегодняшними ледниковыми. Они предполагают, что этот период мог стимулировать эволюцию ледниковых водорослей.

Генетические анализы показали, что ледниковые водоросли появились около 520–455 миллионов лет назад. Таким образом, эволюция водорослей не была вызвана суровыми условиями «Земли-снежки». Вероятно, более поздний ледниковый период стал стимулом для адаптации водорослей. Ледниковая среда существовала на планете постоянно до 60 миллионов лет назад.

Также команда обнаружила, что общий предок ледниковых водорослей и наземных растений эволюционировал в криогенном периоде. Предыдущий анализ показал, что древние водоросли были многоклеточными, но затем утратили способность к сложным формам, превратившись в более простые организмы.

Science XXI