Jezero Mendota u Viskonsinu prolazi kroz transformaciju uslovljenu promenama godišnjih doba, prekriveno ledom tokom zime, a algama tokom leta. Nova studija s Univerziteta Teksas u Ostinu istražuje kako ove ciklične promene utiču na evoluciju bakterija u jezeru.
Tim naučnika analizirao je 471 uzorak jezerskih mikroba prikupljenih tokom 20 godina, proučavajući genetske varijacije unutar i između vrsta tokom vremena. Rezultati pokazuju da hiljade vrsta bakterija prolaze kroz evoluciju kroz generacije, vraćajući se u praktično identično stanje kako se menjaju godišnja doba. Ovaj proces genetske evolucije obuhvata hiljade generacija u samo jednoj godini, s obzirom na to da mikrobi žive kratko vreme.
Ciklusi evolucije bakterija ponavljaju se iz godine u godinu, poput ponavljajućeg videa koji se vraća unazad do početne tačke. Od 2.855 proučavanih bakterijskih genoma, ciklične sezonske promene primećene su kod 80% njih.
Profesor Bret Bejker, pomorski naučnik s Univerziteta Teksas u Ostinu, ističe da ova studija predstavlja revolucionarno saznanje o evoluciji mikrobnih zajednica tokom vremena. On ističe da su ovi podaci tek početak u otkrivanju mikrobne ekologije i evolucije u prirodi.
Analiza je pokazala da su se različiti sojevi bakterija uspevali razviti i postati dominantni u skladu s promenama uslova životne sredine, samo da bi izgubili dominaciju kako su se menjala godišnja doba. Oko 20% proučavanih vrsta pokazalo je trajnije genetske promene koje se protežu kroz decenije.
Posebno značajna promena primećena je 2012. godine, kada je došlo do toplijeg i suvljeg leta nego obično. Tim je zabeležio značajnu promenu u genima koji regulišu metabolizam azota u bakterijama, što je verovatno rezultat manjih količina algi koje proizvode azot zbog manjeg dotoka vode u jezero.
Pomoću superkompjutera, istraživači su sastavili metagenome iz svakog uzorka vode, tehnika koja omogućava detaljno proučavanje genetskih sekvenci iz DNK fragmenata tokom vremena. Kao što objašnjava mikrobiološki ekolog Robin Rohver, ova tehnika omogućava ponovno sastavljanje gena iz fragmenata DNK, kako bi se bolje razumela genetska struktura.
Nalazi istraživanja ukazuju na to da ekologija i evolucija idu ruku pod ruku, što je važno saznanje za istraživače, naročito s obzirom na globalno zagrevanje. Razumevanje toga koji će sojevi bakterija dominirati pomaže u proceni kapaciteta jezera za apsorbovanje ugljenika, kao i uticaja na vodene lance ishrane u promenljivim klimatskim uslovima.
Profesor Robin Rohver ističe da klimatske promene ne samo što menjaju godišnja doba i prosečne temperature, već i dovode do ekstremnijih vremenskih prilika. On ističe da je važno razumeti kako će mikrobi reagovati na ove promene, te da ova studija sugeriše da će se mikrobi prilagoditi postepenim i naglim promenama.
Studija je objavljena u časopisu Nature Microbiology.
