“Groundhog Day” filmindəki Bill Murray kimi, Viskonsin gölündəki bakteriya növləri də silkələyə bilməyəcəkləri bir növ sonsuz döngədədirlər. Bu hal istisna olmaqla, daha çox Groundhog Year kimidir.

Təbiət Mikrobiologiyasında aparılan bir araşdırmaya görə , tədqiqatçılar bir il ərzində Mendota gölündəki əksər bakteriya növlərinin dramatik şəkildə dəyişən fəsillərə cavab olaraq sürətlə təkamül etdiyini tapdılar.

Gen variantları nəsillər boyu yüksələcək və azalacaq, lakin yüzlərlə ayrı-ayrı növlər, demək olar ki, tam olaraq, min və ya daha çox nəsil təkamül təzyiqindən əvvəl genetik olaraq olduqlarının yaxın nüsxələrinə qayıdacaqlar. (Fərdi mikrobların ömrü bütün fəsilləri deyil, cəmi bir neçə gündür, buna görə də elm adamlarının işi zamanla növlərdəki dəyişiklikləri araşdırmaq üçün bakterial genomların müqayisəsini əhatə edirdi.)

Bu eyni mövsümi dəyişiklik ildən-ilə oynanılır, sanki təkamül hər dəfə əvvəlinə çəkilən və yenidən oynanılan bir filmdir, görünür, heç bir yerə çatmır.

Həmmüəllif Brett Bakerin laboratoriyasında Ostindəki Texas Universitetinin doktoranturadan sonrakı tədqiqatçısı Robin Rohver, “Bakteriya cəmiyyətinin bu qədər böyük bir hissəsinin bu cür dəyişikliklərə məruz qalması məni təəccübləndirdi” dedi. “Mən sadəcə bir neçə gözəl nümunə müşahidə etməyi ümid edirdim, amma sözün həqiqi mənasında yüzlərlə nümunə var idi.”

Rohver əvvəlcə Wisconsin-Madison Universitetində Trina McMahon ilə işləyən doktorant kimi, sonra isə UT-də tədqiqata rəhbərlik etdi.

Mendota gölü mövsümdən mövsümə çox dəyişir – qışda buzla, yayda isə yosunlarla örtülü olur. Eyni bakteriya növləri daxilində , ətraf mühitin bir dəstinə daha yaxşı uyğunlaşan ştamlar bir mövsüm üçün digər suşlarla rəqabət aparacaq, digər suşlar isə müxtəlif fəsillərdə parlama şansını əldə edəcəklər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1736140842&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-lake-bacteria-evolve-clockwork-seasons.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMxLjAuNjc3OC4yMDUiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjA1Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjA1Il0sWyJOb3RfQSBCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1736140842081&bpp=1&bdt=107&idt=65&shv=r20241212&mjsv=m202412090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736140825%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736140825%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736140825%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5779709591571&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2422&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31089324%2C95347432&oid=2&pvsid=4249887317645044&tmod=880931528&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=68

Komanda uzunmüddətli monitorinq layihələri çərçivəsində McMahon, Rohwer və digər UW-Madison tədqiqatçıları tərəfindən Mendota gölündən 20 il ərzində toplanmış 471 su nümunəsindən ibarət unikal arxivdən istifadə edib.

Hər bir su nümunəsi üçün bakteriya və digər orqanizmlər tərəfindən geridə qalan DNT fraqmentlərindən bütün genetik ardıcıllıqlar olan bir metagenom topladılar. Bu, təbii sistemdən indiyə qədər toplanmış ən uzun metagenom zaman seriyası ilə nəticələndi.

Baker, “Bu araşdırma, mikrob icmalarının zamanla necə dəyişdiyinə dair anlayışımızda ümumi oyun dəyişdiricisidir” dedi. “Bu, bu məlumatların mikrob ekologiyası və təbiətdəki təkamül haqqında bizə deyəcəklərinin yalnız başlanğıcıdır .”

Bu arxiv daha uzun sürən genetik dəyişiklikləri də ortaya qoydu.

2012-ci ildə göldə qeyri-adi şərait yarandı: buz örtüyü erkən əridi, yay həmişəkindən daha isti və quraq keçdi, gölə qidalanan çaydan suyun axını azaldı və canlılar üçün vacib üzvi azot mənbəyi olan yosunlar. bakteriyalar adi haldan daha az idi.

Rohwer və komandanın kəşf etdiyi kimi, həmin il göldəki bakteriyaların çoxu, ehtimal ki, yosunların azlığı səbəbindən azot mübadiləsi ilə bağlı genlərdə böyük dəyişiklik yaşadı.

“Düşündüm ki, yüzlərlə bakteriya arasında uzunmüddətli yerdəyişmə ilə bir və ya ikisini tapa bilərəm” dedi Rohwer. “Ancaq bunun əvəzinə, hər beşdə birində illər ərzində baş verən böyük ardıcıllıq dəyişiklikləri var idi. Biz yalnız bir növün dərinliklərini öyrənə bildik, lakin bu digər növlərin bəzilərində də böyük gen dəyişiklikləri var idi.”

İqlim alimləri gələcək illərdə ABŞ-ın orta qərbində 2012-ci ildə Mendota gölündə yaşanan isti və quraq yay kimi daha ekstremal hava hadisələrini proqnozlaşdırırlar.

“İqlim dəyişikliyi yavaş-yavaş fəsilləri və orta temperaturu dəyişir , eyni zamanda daha kəskin, ekstremal hava hadisələrinə səbəb olur ” dedi Rohver. “Biz mikrobların iqlim dəyişikliyinə necə reaksiya verəcəyini dəqiq bilmirik , lakin araşdırmamız göstərir ki, onlar həm bu tədricən, həm də kəskin dəyişikliklərə cavab olaraq inkişaf edəcəklər.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

UT-də başqa bir məşhur bakterial təkamül təcrübəsindən fərqli olaraq, Uzunmüddətli Təkamül Təcrübəsi , Rohwer və Bakerin tədqiqatı təbiətdəki mürəkkəb və daim dəyişən şəraitdə bakterial təkamülü əhatə edirdi. Tədqiqatçılar su nümunələrindəki qısa DNT ardıcıllığından bakterial genomları rekonstruksiya etmək üçün Texas Advanced Computing Center-də (TACC) super hesablama resurslarından istifadə ediblər .

TACC-də bir neçə ay davam edən eyni iş, təxminən 2,800 müxtəlif növdən 30,000-dən çox genomu əhatə edən Rohwer, bir dizüstü kompüterlə 34 il çəkəcəkdi.

“Təsəvvür edin ki, hər bir növün genomu bir kitabdır və hər kiçik DNT parçası bir cümlədir” dedi Rohver. “Hər bir nümunədə yüzlərlə kitab var, hamısı bu cümlələrə bölünür. Hər bir kitabı yenidən yığmaq üçün hər bir cümlənin hansı kitabdan gəldiyini anlamalı və onları ardıcıllıqla bir yerə yığmalısan.”

Yeni tədqiqatın digər həmmüəllifləri UT-dən Mark Kirkpatrickdir; Oldenburg Karl von Ossietzky Universiteti (Almaniya) və Stokholm Universitetindən Sarahi Qarsiya; və ABŞ Enerji Departamentinin Birgə Genom İnstitutundan Metyu Kellom.

Bu, jurnalda dərc olunan iki əlaqəli məqalədən biridir; tamamlayıcı sənəd eyni göl nümunələrindən virusların ekologiyası və təkamülünə diqqət yetirir.

Daha çox məlumat: Robin R. Rohwer və digərləri, Təzə su gölündə bakterial ekologiya və təkamülün iki onilliyi, Təbiət Mikrobiologiyası (2025). DOI: 10.1038/s41564-024-01888-3

Zhichao Zhou və digərləri, Şirin su gölündə 20 il ərzində viral ekologiya və təkamülün açılması, Təbiət Mikrobiologiyası (2025). DOI: 10.1038/s41564-024-01876-7

Jurnal məlumatı: Təbiət Mikrobiologiyası 

Ostindəki Texas Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir