Океанологи с научной шхуны «Тара» создали самый объемный каталог морского планктона (мелких организмов, дрейфующих в толще воды) — 11,5 терабайт данных и более 40 миллионов микробных генов. Они принадлежат 35 тысячам видов, большинство из которых не были известны науке. Об открытиях сообщает журнал Science.
Ученые «Тары» объявили о результатах своей работы после путешествия по всем океанам планеты, продлившегося три с половиной года. Последовав примеру морских экспедиций Института Крейга Вентера, они исследовали не отдельные организмы, а всю систему их взаимодействия. С 2009 по 2013 год океанологи извлекали фрагменты ДНК планктона, взятого на разных глубинах.
В отличие от проекта Вентера, ученые «Тары» работали не только с бактериями, а со всей системой микроорганизмов: от вирусов до превосходящих их по размеру в 100 тысяч раз личинок рыб. Специальные программы помогли секвенировать ДНК и определить, сколько различных существ находится в каждой пробе воды. Этот метод (метагеномика) позволяет определить функции отдельных генов, даже если их владельцев невозможно отделить друг от друга и вырастить в лабораторных условиях.
Изображение: A.Peyrot / Tara Expeditions
В верхних слоях океана нашли около пяти тысяч популяций вирусов, лишь 39 из них оказались похожими на ранее известные разновидности. Также океанологи обнаружили 150 тысяч генетических типов эукариот (в научной литературе описано всего 11 тысяч видов эукариотического планктона). Основная масса этого биоразнообразия приходится на протистов.
Однако внимания заслуживают не только количественные итоги. Ученые использовали генетические данные для расчета взаимодействия между отдельными организмами и пришли к выводу, что большинство из них (72 процента) тесно связаны друг с другом (находятся в симбиотических или паразитических отношениях). Иными словами, экосистемы опираются на сотрудничающие, а не противостоящие друг другу организмы. «В теории эволюции мы все время говорим, что выживает сильнейший. Мне кажется, она работает по-другому. Выживает система», — заявил руководитель проекта Эрик Карсенти (Eric Karsenti).
Океанологи также сравнили полученный ими массив данных с единственным сопоставимым по объему — микробным каталогом микрофлоры кишечника человека. Хотя биоразнообразие океана примерно в четыре раза выше, а между двумя средами огромные химические различия, более 73 процентов морских микробов выполняют сходные с кишечными функции: защитные механизмы, обмен веществ, выработка энергии.