Триходесмий (называемый исследователями для краткости «Трихо») — один из немногих организмов в океане, который может «фиксировать» атмосферный азот, делая его доступным для других организмов. Это очень важно, потому что все живое — от водорослей до китов — нуждается в азоте для роста.Новое исследование, проведенное USC и Массачусетским океанографическим институтом Вудс-Хоул (WHOI), показывает, что изменение условий, вызванное изменением климата, может привести к тому, что Трихо без возможности остановить — размножаться быстрее и генерировать намного больше азота.
Однако, не имея возможности замедляться, Трихо может поглотить все свои доступные ресурсы, что может вызвать гибель микроорганизмов и высших организмов, которые от него зависят.Выращивая сотни поколений бактерий в течение почти пяти лет в условиях океана с высоким содержанием углекислого газа, прогнозируемых на 2100 год, исследователи обнаружили, что усиление закисления океана привело к тому, что Трихо стал работать больше, производя на 50 процентов больше азота, и быстрее расти.Проблема в том, что эти усиленные бактерии не могут выключить его, даже если они находятся в условиях с меньшим содержанием углекислого газа.
Кроме того, адаптация не может быть обращена вспять с течением времени — чего раньше не видели биологи-эволюционисты и беспокоят морских биологов, по словам Дэвида Хатчинса, ведущего автора исследования.«Утрата способности регулировать скорость роста — нездоровая вещь», — сказал Хатчинс, профессор колледжа литературы, искусства и науки Университета Калифорнии в Дорнсайфе. «Последнее, чего вы хотите, — это оставаться на таком высоком уровне роста, когда не хватает питательных веществ. Это проигрышная стратегия в борьбе за выживание».Трихо нужны фосфор и железо, которые также существуют в океане в ограниченном количестве.
Не имея возможности регулировать свой рост, Tricho с турбонаддувом мог слишком быстро сжечь все доступные питательные вещества и внезапно погибнуть, что было бы катастрофой для всех других форм жизни в океане, которым нужен азот, который он произвел бы для выживания. .Некоторые модели предсказывают, что усиление закисления океана усугубит проблему нехватки питательных веществ за счет увеличения стратификации океана, блокируя ключевые питательные вещества от организмов, которым они нужны для выживания.Хатчинс сотрудничает с Эриком Уэббом из USC Dornsife и Мак Сайто из WHOI, чтобы лучше понять, как будет выглядеть океан будущего, поскольку он продолжает формироваться под воздействием изменения климата.
Они были шокированы открытием эволюционного изменения, которое кажется постоянным — что Хатчинс назвал «беспрецедентным».«Tricho изучается целую вечность. Никто не ожидал, что он может сделать что-то настолько странное», — сказал он. «Биологи-эволюционисты заинтересованы в этом просто для того, чтобы изучить это как основной принцип эволюции».В настоящее время команда изучает ДНК Трихо, чтобы попытаться выяснить, как и почему происходит необратимая эволюция.
Ранее в этом году исследование, проведенное Уэббом, показало, что ДНК Трихо необъяснимым образом содержит элементы, которые обычно наблюдаются только у высших форм жизни.«Наши результаты в этом и вышеупомянутом исследовании поистине удивительны.
Кроме того, они дают нам улучшенное представление о том, как глобальное изменение климата повлияет на Trichodesmium и жизненно важные запасы нового азота, которые он обеспечивает остальной части морской пищевой сети в будущее." — сказал Уэбб.