Впервые обнаружив две необычные микроскопические клетки во время семейного отдыха, ученый превратил номер в мотеле стоимостью 80 долларов во временную лабораторию во время последующей экспедиции в Северную Каролину. Джулия Ван Эттен, биолог-эволюционист, пришедшая в Мэрилендский университет в качестве доцента в 2026 году, сделала свое первое открытие во время поездки на Внешние банки в мае 2021 года. Она взяла образец воды, исследовала его под хобби-микроскопом и обнаружила клетки, принадлежащие к редкому роду фотосинтезирующих амеб. Паулинелла. Дальнейшее расследование показало, что клетки представляли два ранее неописанных вида, которым позже были присвоены названия. Паулинелла Марэ и Паулинелла Мурай. Их открытие журнал физиологии Сентябрь 2026 г., число известных фотосинтезирующих организмов расширяется. Паулинелла От 4 типов до 6 типов.
Пробы придорожной воды выявили нечто неожиданное
Открытие Ван Эттена началось во время семейной поездки на Внешние банки Северной Каролины. Она взяла пробы воды, проезжая мимо придорожных заболоченных мест, и отнесла их к себе домой. По данным Университета Мэриленда, в рамках своей работы по микроскопии она регулярно берет образцы из прудов, луж и других обычных водоемов, а не ограничивает свои исследования специализированными исследовательскими площадками.Вернувшись в свою комнату, Ван Эттен исследовал образцы с помощью хобби-микроскопа стоимостью 300 долларов и камеры стоимостью 198 долларов, которые он принес с собой для проекта диванной микроскопии, который сочетает в себе микроскопию и научные коммуникации. Она нашла две маленькие клетки, которых никогда раньше не видела. Каждый из них имел длину всего около 15 микрометров, но по внешнему виду предполагал, что они принадлежали к двум разным, неописанным видам Паулинеллы.Это открытие в конечном итоге послужило толчком к масштабному расследованию с участием нескольких исследователей. Научное исследование основано на образцах, взятых из залива Роанок в Нэгс-Хед, Северная Каролина, который исследователи посещают с 2021 года.
Мотель стал импровизированной исследовательской базой.
Необычные полевые исследования продолжились в номере мотеля в Нэгс-Хед, где Ван Эттен и другие ученые исследовали образцы, взятые из окружающих соленых вод. Хотя эта недорогая установка сильно отличалась от традиционных лабораторий, она позволяла исследователям напрямую работать с вновь собранными материалами.В состав исследовательской группы входили постдокторанты Эндрю Уиллоуби из Университета Дьюка и Джон Бернс из Института морских наук Бигелоу. Исследователи изучили отдельные клетки и сравнили их физические характеристики, прежде чем приступить к более детальному лабораторному и геномному анализу.Некоторые приемы носили явно импровизационный характер. Согласно опубликованному исследованию, отдельные клетки были выделены с помощью растяжимой пипетки Пастера, обычной микропипетки и инструмента, сделанного из щетинок зубной щетки, суперприклеенных к цветному карандашу. Затем исследователи поместили выбранные клетки в различные препараты для культивирования, геномного анализа и сканирующей электронной микроскопии.Импровизированное устройство помогло команде изолировать чрезвычайно редкие клетки. Исследователи отметили, что присутствие бактерий Paulinella в образцах встречается крайне редко, а в отдельных каплях воды обычно не присутствуют множественные клетки.
Из образцов появились два новых вида
В конечном итоге исследователи определили, что две разные формы представляют разные виды. Их назвали Паулинелла Марае и Паулинелла Мурай. Эти два вида различаются по физическим характеристикам, таким как размер, расположение и ориентация чешуек кремнезема.P. marae имеет удлиненную раковидную структуру длиной от 15 до 19,1 микрометра, но исследователи также зафиксировали различия в перекрытии чешуек. Клетки были обнаружены на участке в Северной Каролине в солоноватой воде с соленостью от 10 до 14.Хотя исследователи наблюдали оба вида в одном и том же месте в течение нескольких лет, они оставались редкими. Хотя попытки создать долговременные стерильные культуры оказались безуспешными, некоторые клетки выживали и делились в фильтрованной окружающей воде и среде в течение примерно месяца.Это открытие увеличивает число известных фотосинтезирующих видов Paulinella с четырех до шести. Исследователи говорят, что наблюдения микроскопистов-любителей и натуралистов также позволяют предположить, что эти организмы могут быть гораздо более распространены, чем указывают ограниченные научные данные.
Почему эти крошечные амебы важны для эволюции?
Научное значение этого открытия выходит за рамки открытия двух новых для науки видов. Паулинелла предоставила исследователям необычно недавний пример первичного эндосимбиоза — эволюционного процесса, в котором один организм поглощает другой и в конечном итоге образует с этим организмом постоянные биологические отношения.Фотосинтетическая Паулинелла приобрела свои фотосинтетические органы от цианобактерий-эндосимбионтов около 100 миллионов лет назад. Поэтому эта группа особенно полезна для изучения того, как приобретенные организмы постепенно интегрируются в биологию хозяина. В Университете Мэриленда объясняют, что этот процесс похож на гораздо более древнее, раннее эндосимбиотическое явление, связанное с эволюцией водорослей и наземных растений более миллиарда лет назад.Поскольку переход Paulinella произошел относительно недавно, исследователи могут исследовать аспекты эволюции органелл, которые трудно реконструировать в гораздо более старых системах. Исследования Ван Эттена сосредоточены на горизонтальных процессах, таких как перенос ДНК между организмами, и на том, как такие переносы влияют на эволюцию.
Геномы дают ключ к разгадке того, как развивались клетки
Исследовательская группа не просто полагалась на то, как выглядели организмы. Исследователи проанализировали хромофорные и митохондриальные геномы и обнаружили широко консервативное содержание генов, а также структурные различия, такие как перестройки генома и события инверсии. Их филогенетический анализ также выявил различия между эволюционными деревьями, основанными на данных о ядрах и органеллах.Исследователи заявили, что эти расхождения могут быть связаны с такими факторами, как насыщенность замен, ограниченная выборка таксонов и различные эволюционные сигналы между генетическими областями. Это означает, что эти два организма могут предоставить новый материал для изучения того, как развиваются различные части клеток после крупных эволюционных переходов.Исследователи также утверждают, что фотосинтетическая паулинелла, хотя и распространена по всему миру, может быть сильно недостаточной. Их выводы частично основаны на наблюдениях, собранных в течение нескольких лет, а частично на записях любителей и натуралистов. В исследовании подчеркивается, как сочетание традиционных полевых наблюдений, микроскопии и современных геномных методов может выявить организмы, которые в значительной степени упускались из виду.Результаты были опубликованы в Журнале Phycology 4 сентября 2026 года в статье под названием «Под радаром: два новых вида Paulinella расширяют знания об экологии и эволюции первичных амебоидных линий, содержащих пластиды». Исследователи говорят, что это место в Северной Каролине может стать полезным местом для будущих исследований экологии, популяционной генетики и эволюции паулинеллы.