Жизнь выходила на сушу из океана очень постепенно: первыми были некие микробы, которые покинули моря около 3,2 млрд лет назад, последними стали позвоночные животные, выбравшиеся на землю около 360 млн лет назад.
До позвоночных сушу успели колонизировать разные беспозвоночные – членистоногие и пр., а до них – растения, без которых животным на суше делать было бы просто нечего.
Считается, что первые сухопутные растения появились около 540 млн лет назад: вероятно, какие-то водоросли сумели приспособиться к жизни на мелководье, после чего уже новые растительные виды стали отдаляться от воды всё дальше и дальше – в ходе эволюции растения «научились» закрепляться в почве, стоять прямо в разрежённой воздушной среде, экономить воду и т. д. и т. п. Чтобы приспосабливаться к новой среде, нужны новые гены, и эти гены растениям дали бактерии.
Исследователи из Кёльнского университета, Института сельскохозяйственной геномики в Шэньчжэне и ряда других научных центров проанализировали геномы водорослей Spirogloea muscicola и Mesotaenium endlicherianum из класса Конъюгатов. В отличие от других родственных водорослей, эти два вида живут на влажных поверхностях, являясь как бы водорослями-амфибиями. Их гены сравнили с генами других водорослей и нескольких видов растений. В результате удалось найти 902 гена, которые есть у «земноводных» водорослей и растений, но не у обычных водорослей. Эти 902 гена относятся к 22 генным семействам; гены из двух семейств помогают переносить обезвоживание и справляться другими стрессами.
То есть гены, которые оказались общими у наземных растений с S. muscicola и M. endlicherianum, очевидно, действительно помогли освоить новую среду обитания. Но самое главное – что эти гены обнаружились также у почвенных бактерий. В статье в Cell авторы пишут, что гены могли перепрыгнуть от бактерий к водорослям, которые были общими предками наземных растений, и этих двух современных «земноводных» водорослей. Такие прыжки генов называются горизонтальным переносом; раньше считалось, что горизонтальный перенос генов имеет место только у бактерий, однако в последнее время появляется всё больше данных о том, что гены могут прыгать от бактерий к другим организмам.
Совсем недавно мы писали, что генетические модификации бактериального происхождения есть в растениях хмеля, клюквы, чая и ещё целого ряда растений и что грибы научились сотрудничать с растениями благодаря генетическим заимствованиям у бактерий. Возможно, что бактериальные гены и впрямь помогли растениям выйти на сушу – что, конечно, заставляет по-новому взглянуть на роль бактерий в эволюции земной жизни.
Автор: Кирилл Стасевич