Учёные обнаружили новые виды микробов с уникальной генетикой под антарктическим льдом

Учёные обнаружили новые виды микробов в подлёдных озёрах Антарктиды, генетически отличающиеся от морских и поверхностных родственников. Источник: Nature Communications (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-62753-3

Ледяной мир Антарктиды может не привлекать нас, но он кишит микроскопической жизнью. Учёные недавно получили детальное представление о генетике разнообразного диапазона микроорганизмов, скрытых под Западно-Антарктическим ледяным щитом (WAIS), и у них есть история, которой можно поделиться.

Выделив отдельные клетки бактерий и одноклеточных организмов без ядра, называемых археями, из воды и отложений подлёдного озера Мерсер (SLM), исследователи получили 1374 генома, амплифицированных из одной клетки (SAG).

Генетический анализ показал, что большинство этих геномов принадлежат новым, неоткрытым видам, оснащённым поразительно гибкими метаболическими стратегиями, которые позволяют им выживать в тёмных, изолированных, бескислородных средах.

Результаты, опубликованные в Nature Communications, подчёркивают, что генетический состав этих видов отличается от такового у их морских и поверхностных родственников.

Буровые проекты в западной Антарктиде предоставили учёным множество намёков на существование метаболически активных микробных сообществ в подлёдных озёрах. Однако до сих пор не было совсем ясно, как этим организмам удаётся выживать в таких энергетически ограниченных средах, поскольку эти озёра изолированы под Антарктическим ледяным щитом, где они не получают достаточно солнечного света и не имеют доступа к источникам пищи из океана или поверхностных вод.

Филогенетические деревья бактерий (1367 SAG) и архей (7 SAG) подлёдного озера Мерсер. Источник: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62753-3

Метаболический потенциал, выведенный из SAG озера Мерсер. Источник: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62753-3

Исследователи стремились понять метаболическую активность, которая поддерживает эти организмы, и повлияла ли изолированная среда на их эволюцию.

Пробурив 1087 метров льда, исследователи наконец достигли озера Мерсер и собрали образцы как воды, так и отложений. Микробные клетки в образце были отсортированы и собраны с помощью проточной цитометрии. Исследователи создали множество копий ДНК из собранных микробных клеток и проанализировали их, обнаружив 1374 генома, амплифицированных из одной клетки (SAG).

Геномные данные выявили увлекательные способы, с помощью которых эти микробы получают свою энергию. Данные показали, что эти микробы были экспертами в хемолитотрофии — процессе использования окисления неорганических химических веществ для генерации энергии.

Они используют такие химические вещества, как восстановленная сера, железо и монооксид углерода, для создания своей пищи и энергии. Однако их рацион не ограничивается этими веществами.

Микробы могут переключаться между получением энергии из органической пищи, такой как сахара или жиры, и неорганических химических веществ, в зависимости от того, что доступно. Помимо гибкости в отношении источников энергии, организмы также, по-видимому, выживают при широком диапазоне уровней кислорода — от достаточного до полного отсутствия.

Проведя детальный филогенетический анализ — изучение эволюционной истории жизни — исследователи обнаружили, что микробы были генетически изолированы от поверхностной и морской жизни и эволюционировали независимо в своей подлёдной среде.

Результаты раскрывают устойчивые способы, с помощью которых эти крошечные живые существа адаптируются, чтобы выживать и процветать в суровом замороженном ландшафте антарктических подлёдных озёр.

Больше информации: Кён Мо Ким и др., Генетическая изоляция и метаболическая сложность антарктического подлёдного микробиома, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62753-3