|
Древние микробы объединились в первые сложные клетки
|
|
|
|
Около четырех миллиардов лет назад прокариоты (к которым относятся простоклеточные археи и бактерии) были единственной формой жизни на Земле, у которой не было кислорода для дыхания. Переведите геологические часы на пару миллиардов лет вперед, и уровень кислорода в атмосфере планеты внезапно начал расти. Вскоре после этого Грандиозного события окисления в горных породах Земли начали сохраняться микрофоссилии эукариот, организмов с более развитыми типами клеток — довольно убедительное доказательство того, что кислород был жизненно важен для возникновения сложной жизни в том виде, в каком мы ее знаем.
|
|
|
|
Однако это все еще оставляет один огромный нерешенный вопрос. В отличие от бактерий и архей, эукариоты содержат внутренние структуры, такие как ядро и митохондрии, а митохондриям необходим кислород для эффективного производства энергии. Итак, если и бактерии, и археи существовали до повышенного насыщения Земли кислородом, то откуда именно эукариоты получили свою внутреннюю структуру, зависящую от кислорода? В 2015 году ученые разгадали, по крайней мере, один фрагмент этой чрезвычайно важной головоломки, осознав, что группа архей, известная как локиархеоты или, проще говоря, “археи Асгарда”, обнаруженная в серии гидротермальных источников под названием Замок Локи на Срединно—океаническом хребте Арктики, вероятно, была ближайшими живыми родственниками эукариоты.
|
|
|
|
Данные свидетельствуют о том, что эукариоты, должно быть, произошли от этих архей Асгарда посредством эндосимбиоза. Вероятно, у архей Асгарда сложились симбиотические отношения с альфа-протеобактериями, которые в конечном итоге превратились в энергетические.
|
|
|
|
|
|
|
органеллы (митохондрии) в клетке-хозяине, происходящей от архей. Но эти два микроба изначально функционировали в разных пространствах. Одному для выживания требовался кислород, а другой жил в местах, где не было кислорода, например, при гидротермальных явлениях.
|
|
|
|
Теперь новое исследование, опубликованное в журнале Nature, похоже, разрешило этот парадокс. Группа исследователей, возглавляемая учеными из Техасского университета (UT) в Остине, обнаружила, что некоторые из наших асгардских предков могли переносить кислород или даже использовать его, а это означает, что два типа древних микробов, возможно, все—таки жили в непосредственной близости.
|
|
|
|
“Большинство живущих сегодня асгардов были найдены в среде, лишенной кислорода”, - сказал Бретт Бейкер, старший автор исследования из Калифорнийского университета, в заявлении для прессы. “Но оказывается, что те, кто наиболее тесно связан с эукариотами, живут в местах, где есть кислород, таких как мелководные прибрежные отложения и плавающие в толще воды, и у них есть множество метаболических путей, которые используют кислород. Это говорит о том, что у наших предков-эукариот, вероятно, тоже были эти процессы”.
|
|
|
|
Это открытие было сделано в результате трудоемкой работы по сбору образцов морских отложений и извлечению из них более 13 000 новых геномов. В этом наборе данных содержится несколько новых геномов Асгарда, что удваивает известное разнообразие этого подмножества архей. С помощью недавно построенного генеалогического древа команда определила, что группа Heimdallarchaeia (название которой продолжает тему скандинавской мифологии) производит белки, пригодные для кислородного метаболизма, во многом похожие на те, которые вырабатываются эукариотами.
|
|
|
|
Во многих отношениях появление эукариот может быть просто эволюционной драмой, которая разыгрывалась бессчетное количество раз на протяжении истории Земли — когда мы сталкиваемся с масштабными изменениями в окружающей среде, жизнь меняется вместе с ней.
|
|
|
|
“Тот факт, что некоторые из асгардов, которые являются нашими предками, могли использовать кислород, очень хорошо согласуется с этим”, - сказал Бейкер в заявлении для прессы. “Кислород появился в окружающей среде, и асгарды приспособились к этому. Они нашли энергетическое преимущество в использовании кислорода, а затем эволюционировали в эукариот”.
|
|
|
|
Источник
|
