Nenavaden blato lahko skriva izvor nastanka zapletenega življenja

Pin
Send
Share
Send

Mikroba, ki jo najdemo v blatnih globinah Tihega oceana, ni videti nič drugega kot blob s pikci. Toda ta malo zahteven organizem morda skriva skrivnosti, kako so se razvijale prve večcelične oblike življenja, kažejo nove raziskave.

Dolgo, preden so obstajali zapleteni organizmi, je bil svet preprost enocelični organizem, arheje in bakterije. Med dvema milijardama in 1,8 milijardami let so se ti mikroorganizmi začeli razvijati, kar je privedlo do nastanka bolj zapletenih oblik življenja, imenovanih evkarioti, skupine, ki vključuje ljudi, živali, rastline in glive. Toda to neverjetno potovanje, nad katerim se je življenje spremenilo iz plavalnih klopov v hojo (in v nekaterih primerih razmišljanja in občutka) živali, je še vedno slabo razumljeno.

Znanstveniki so že prej domnevali, da je bila skupina mikrobov, imenovana Asgardova arheja, zelo iskani predniki evkariotov, ker vsebujejo podobne gene kot njihovi kompleksni kolegi, piše v izjavi. Da bi analizirali, kako so izgledali ti mikrobi in kako se je ta prehod lahko zgodil, je skupina japonskih raziskovalcev desetletje zbirala in analizirala blato z dna grebena Omine ob japonski obali.

Skupina je hranila vzorce blata - in mikroorganizme v njih - v posebnem bioreaktorju v laboratoriju, ki je oponašal pogoje globokega morja, v katerem so jih našli. Leta kasneje so začeli izolirati mikroorganizme znotraj vzorcev. Začetni namen znanstvenikov je bil najti mikrobe, ki jedo metan in bi lahko očistili odplake, poroča New York Times. Ko pa so odkrili, da njihovi vzorci vsebujejo prej neznani sev aršine Asgard, so se odločili, da ga analizirajo in gojijo v laboratoriju.

Slike skeniranja z elektronsko mikroskopijo prikazujejo (A) posamezno arhejo (B) več celic, ki rastejo skupaj v arhejah laboratorija (C&D), s tirimi podobnimi izrastki, ki se pojavijo proti koncu rasti. (Kreditna slika: Japonska agencija za znanost in tehnologijo na morju in Zemlji (JAMSTEC))

Poimenovali so novo najdeni sev argarje Asgard Prometheoarchaeum sytrophicum po grškem bogu Prometeju, ki naj bi ljudi ustvaril iz blata. Ugotovili so, da so te arheje sorazmerno počasni pridelovalci, saj se je število podvojilo le na vsakih 14 do 25 dni.

Njihova analiza je to potrdila P. syntrophicum je imelo veliko število genov, ki so spominjali na evkariote. Dejansko so ti geni imeli navodila za ustvarjanje nekaterih beljakovin, ki jih najdemo znotraj teh mikrobov; vendar beljakovine po pričakovanju niso ustvarile organelle podobnih struktur, kot so tiste, ki jih najdemo znotraj evkariotov.

Ugotovili so tudi, da imajo mikrobi na zunanji strani dolge, razvejane izrastke, ki so jim podobni šinci, ki bi jih lahko uporabili za ugrabitev bakterij mimoidočih. Dejansko je ekipa ugotovila, da se mikrobi navadno držijo drugih bakterij v laboratorijskih posodah.

Avtorji predlagajo hipotezo, kaj se je dogajalo v teh starodavnih vodah: Pred približno 2,7 milijarde let se je na našem planetu začel kopičiti kisik. Toda če bi tako dolgo živeli v svetu brez kisika, bi se ta element izkazal za strupenega za P. sinterofik, avtorji so pojasnili v videoposnetku.

Torej P. syntrophicum je morda razvil novo prilagoditev: način za vzpostavitev partnerskih odnosov z bakterijami, ki so bile odporne na kisik. Te bakterije bi dale P. syntrophicum potrebne vitamine in spojine, ki jih lahko živimo, hkrati pa se prehranjujemo z odpadki arheje.

Ko se raven kisika še bolj povečeval, P. syntrophicum morda postane agresivnejša, ki ugrabi mimoidoče bakterije s svojimi dolgimi strukturami, ki so jim podobne šenčkam, in jih ponotranji. Znotraj P. syntrophicum, bi se lahko ta bakterija sčasoma razvila v organelo, ki proizvaja energijo, ključ za preživetje evkariota: mitohondrije.

Uspeh ekipe pri kultiviranju Prometheoarchaeum po več kot desetletnih prizadevanjih predstavlja velik napredek za mikrobiologijo, "sta Christa Schleper in Filipa L. Sousa, oba raziskovalca na dunajski univerzi, ki nista bila vključena v študijo, zapisala v spremnem uvodniku revije Nature." postavlja oder za uporabo molekulskih in slikovnih tehnik za nadaljnje razjasnitev presnove Prometheoarchaeum in vloga v biologiji arhealne celice. "

Ugotovitve so bile objavljene 15. januarja v reviji Nature.

Pin
Send
Share
Send