751
Навіть озера, які науковці досліджують десятиліттями, приховують величезний пласт невідомого мікроскопічного життя. Міжнародна команда проаналізувала генетичний матеріал із 362 озер і водосховищ на всіх континентах та відновила майже 20 тисяч мітохондріальних геномів. Менш ніж 5% із них вдалося впевнено зіставити з уже відомими родами організмів, що показало, наскільки неповним залишається каталог прісноводного мікросвіту.
У роботі брали участь науковці з кількох країн, зокрема дослідники Цюрихського університету. Загалом вони використали близько 3400 наборів генетичних даних, зібраних у 28 країнах. Після перевірки команда отримала 19 925 мітохондріальних геномів, що представляли приблизно 3660 видів водоростей та амеб. Близько 750 видів не вдалося віднести навіть до жодної відомої групи.
Воду не розбирали «по видах» — читали всю ДНК одразу
Методика відрізняється від класичного підходу, коли організм спершу потрібно знайти, виділити й виростити окремо. Дослідники фільтрували воду й одночасно зчитували ДНК усіх організмів, що потрапили на фільтр. Спеціальні алгоритми шукали мітохондріальні послідовності й допомагали відновлювати геноми навіть тоді, коли генетичного матеріалу конкретного виду було дуже мало.
Такий підхід дозволив побачити величезний пласт різноманіття, який легко пропустити під мікроскопом. Частина мікроорганізмів зовні майже не відрізняється від близьких родичів, хоча генетично вони можуть належати до зовсім інших ліній.
Каталог може допомогти стежити за токсичними водоростями
Практична цінність бази пов’язана не лише з фундаментальною біологією. Деякі токсичні водорості під мікроскопом дуже схожі на нешкідливі види, але в сприятливих умовах здатні викликати масштабне «цвітіння» води.
Яскравий приклад — Prymnesium parvum. У 2022 році масове поширення цієї золотистої водорості в річці Одер призвело до загибелі приблизно 360 тонн риби. Генетичний каталог потенційно допоможе точніше відрізняти такі організми й швидше помічати зміни у складі мікроскопічної спільноти водойм.
Автори, однак, підкреслюють: можливість завчасно прогнозувати токсичне цвітіння на основі таких даних поки залишається перспективою, а не вже доведеним інструментом.
Одне озеро навесні та влітку — майже два різні світи
Дослідження також показало сильну сезонну мінливість. У німецькому озері Штехлін навесні поверхневі й глибинні води мали близько 45% спільних видів. Улітку, коли водойма сильніше розшаровувалася за температурою та глибиною, частка спільних видів падала приблизно до 5%.
Тобто навіть у межах одного озера різні шари води можуть формувати майже окремі екосистеми, а їхній склад змінюється протягом року.
Автори наголошують, що каталог усе одно залишається далеко не повним. Особливо мало даних досі є з тропічних водойм і озер Південної півкулі. Проте вже нинішній масив показує, наскільки мало людство знає про мікроскопічні еукаріотичні організми, від яких залежить стан прісноводних екосистем.
