Микроб, найденный в мутных глубинах Тихого океана, не похож на нечто большее, чем капля с щупальцами. Но этот скромный маленький организм может содержать секреты того, как развивались первые многоклеточные формы жизни, согласно новым исследованиям.
Задолго до существования сложных организмов в мире жили простые одноклеточные организмы, археи и бактерии. От 2 до 1,8 миллиардов лет назад эти микроорганизмы начали эволюционировать, что привело к появлению более сложных форм жизни, называемых эукариотами, - группы, включающей людей, животных, растения и грибы. Но это невероятное путешествие, через которое жизнь перешла от плавания к прогулке (а в некоторых случаях - к мышлению и чувству) животных, до сих пор плохо изучено.
Ученые ранее выдвигали гипотезу, что группа микробов, называемых архей Асгарда, была очень востребованным предком эукариот, поскольку они содержат гены, сходные с их сложными аналогами, согласно утверждению. Чтобы проанализировать, как выглядели эти микробы и как мог произойти этот переход, группа исследователей в Японии провела десятилетие, собирая и анализируя грязь со дна Оминового хребта у берегов Японии.
Команда хранила образцы грязи - и микроорганизмы в них - в специальном биореакторе в лаборатории, которая имитировала условия глубокого моря, в котором они были обнаружены. Спустя годы они начали выделять микроорганизмы в образцах. Первоначальная цель ученых состояла в том, чтобы найти микробы, которые едят метан и могли бы очистить сточные воды, по данным New York Times. Но когда они обнаружили, что их образцы содержали ранее неизвестный штамм архей Асгарда, они решили проанализировать его и вырастить в лаборатории.
Они назвали недавно найденный штамм археев Асгарда Prometheoarchaeum syntrophicum после греческого бога Прометея, который, как говорят, создал людей из грязи. Они обнаружили, что эти археи были относительно медленными, только удваивались каждые 14-25 дней.
Их анализ подтвердил, что P. syntrophicum было множество генов, которые напоминали гены эукариот. Действительно, эти гены содержали инструкции для создания определенных белков, найденных в этих микробах; но белки, как и ожидалось, не создавали каких-либо органелеподобных структур, подобных тем, которые обнаружены внутри эукариот.
Они также обнаружили, что у микробов были длинные, ветвящиеся, похожие на щупальца, выступы на их внешней стороне, которые можно использовать для захвата прохожих бактерий. Действительно, команда обнаружила, что микробы имели тенденцию прилипать к другим бактериям в лабораторных чашках.
Авторы выдвигают гипотезу о том, что происходило в этих древних водах: около 2,7 миллиардов лет назад кислород начал накапливаться на нашей планете. Но так долго живя в мире без кислорода, этот элемент оказался бы токсичным для П. syntrophicum, Авторы объяснили в видео.
Итак P. syntrophicum возможно, разработали новую адаптацию: способ установить партнерские отношения с бактериями, которые были толерантны к кислороду. Эти бактерии дадут P. syntrophicum необходимые витамины и соединения, чтобы жить, в то же время, питаясь отходами археи.
Поскольку уровень кислорода увеличился еще больше, P. syntrophicum могли бы стать более агрессивными, улавливая прохожих бактерий с их длинными структурами, подобными щупальцам, и усваивая их. Внутри P. syntrophicumэти бактерии, возможно, в конечном итоге превратились в производящий энергию органелевый ключ к выживанию эукариот: митохондрии.
«Успех команды в культивировании» Prometheoarchaeum После того, как усилия, охватывающие более десяти лет, представляют собой огромный прорыв в микробиологии, "Криста Шлепер и Филипа Л. Соуза, оба исследователя из Венского университета, которые не участвовали в исследовании, написали в сопроводительной редакционной статье в журнале Nature." закладывает основу для использования молекулярных и визуальных методов для дальнейшего выяснения метаболизма Prometheoarchaeum и роль в археальной клеточной биологии ".
Результаты были опубликованы 15 января в журнале Nature.
