У глибині океану знайдені мікроби-родичі складних форм життя
Відео: Nathalie Cabrol: How Mars might hold the secret to the origin of life
Дослідницька група з університету Упсали (Швеція) розповіла в прес-релізі про відкриття нового мікроба, який може бути відсутньою ланкою в еволюції складного життя. Наукова робота, опублікована в журналі Nature, дає нове розуміння того, як близько двох мільярдів років тому з простих одноклітинних мікроорганізмів з`явилися складні клітини, які нині входять до складу рослин, грибів, тварин і людей.
Гідротермальних система Замок Локі уздовж Серединно-Атлантичного хребта, вивчена дослідниками з центру геобіологіі при Бергенському університеті фото R.B. Pedersen / CGB University of Bergen, Norway).
Як відомо, клітини є основними будівельними блоками всіх форм життя на нашій планеті. Проте в той час як клітини бактерій та інших мікробів - крихітні і просто влаштовані, вся видима життя (в тому числі і люди), як правило, складається з великих і складних клітин. Походження цього складного типу клітин - давня загадка для наукової спільноти.
У 1970-х роках відомий американський мікробіолог Карл Воуз виявив абсолютно нову групу мікроорганізмів - археї. Він продемонстрував, що вони становлять окрему гілку на дереві життя, і це відкриття вразило наукове співтовариство. Незважаючи на те, що клітини архей були простими і невеликими, як у бактерій, дослідники виявили, що археї тісно пов`язані з еукаріотамі, організмами зі складними типами клітин. Це спостереження викликало подив у вчених десятиліттями: вони намагалися з`ясувати, як могли складні типи клітин еукаріот статися від простих клітин архей.
У цьому місці і був відкритий архей Loki (фото R.B. Pedersen / CGB University of Bergen, Norway).
Тепер же вчені зі Швеції разом з колегами з Бергенського і Віденського університетів повідомили про відкриття нової групи архей, яку вони вважають відсутньою ланкою в походженні еукаріот. Група отримала назву Lokiarchaeota (скорочено - Loki).
"Походження еукаріотичної клітини - вкрай складний процес і все ще не до кінця зрозумілий, так як багатьох частин головоломки і раніше не вистачає, - розповідає Тийс Еттема (Thijs Ettema), співробітник кафедри клітинної та молекулярної біології Університету Упсали, який очолив наукову групу. - Спочатку ми просто сподівалися, що Loki допоможе нам в справі виявлення декількох частин головоломки, але, отримавши перші результати, ми не могли повірити своїм очам. Дані виявилися вражаючими. Вивчаючи геном цієї археї, ми виявили, що Loki є проміжною формою між простими клітинами мікробів і складними клітинами еукаріотів".
Виявлений на дні океану мікроорганізм може бути далеким родичем сложноклеточной життя фото R.B. Pedersen / CGB University of Bergen, Norway).
У нового типу архей, як і у прокаріотів бактерій, не вистачає ядра клітин та інших складних складових. При цьому в них присутні більше сотні генів, що кодують складні клітинні функції, властиві, як правило, тільки еукаріот. Коли Loki був розміщений на Дереві Життя, ідея була підтверджена.
"Крім усього іншого ми виявили, що багато генів Loki такі ж, як у еукаріот, в тому числі кодують білок актин: це дало підставу припустити, що клітинна складність виникла на ранній стадії еволюції еукаріот", - Вважає Ганна Спанг (Anja Spang), науковий співробітник кафедри клітинної та молекулярної біології в університеті Упсали.
Молекулярні особливості Loki показали, що предки еукаріотів цілком могли мати актинові цитоскелетом, які підтримували форму клітини і руху організму. Ймовірно, вони також мали зачатки внутрішньої структури, в тому числі везикули, транспортує поживні речовини. Проте їм, ймовірно, не вистачало ядер і мітохондрій.
Порівняння прокариотической клітини (зверху) і еукаріотичної клітини (ілюстрація BBC).
Сама назва Lokiarchaeota походить від назви ворожого середовища, поряд з якою архею була виявлена - Замку Локі (Loki`s Castle) - це гідротермальних система, що залягає на глибині 2352 метрів на Серединно-Атлантичному хребті між Гренландією і Норвегією.
Нове дослідження показує, що рослини, гриби і тварини є нащадками архей, групи одноклітинних організмів, що включають і мешканців гарячих джерел Sulfolobus (ілюстрація Eye of Science / Science Source).
"Гідротермальних систему утворюють жерла вулканів, розташованих на дні океану, - пояснює Штеффен Йоргенсен (Steffen J rgensen) з Бергенського університету. - Локація, де ми виявили Loki, багато в чому залежить від вулканічної діяльності, проте там зберігаються відносно низькі температури. Екстремальні середовища нерідко містять безліч невідомих науці мікроорганізмів, яких ми називаємо мікробної темною матерією".
Дослідники планують знайти подібні Loki мікроорганізми в гарячих джерелах парку Йеллоустон (фото BBC).
Досліджуючи мікробну темну матерію за допомогою передових методів геноміки, Еттема і його команда сподіваються знайти більше підказок, які допоможуть вивчити в деталях еволюцію складних клітин. Дослідники не виключають того, що в кінцевому рахунку це приведе до того, що підручники біології будуть переписані.
