4273
Нове дослідження свідчить, що зростання рівня кисню в атмосфері ранньої Землі могло стати вирішальним чинником виникнення складного клітинного життя.
Традиційна модель «еукаріогенезу» — процесу появи еукаріотичних клітин — передбачає симбіоз двох різних мікроорганізмів. Один з них був аеробним, тобто використовував кисень, інший — анаеробним. Довгий час залишалося незрозумілим, як ці організми могли співіснувати. Дослідники з The University of Texas at Austin запропонували нове пояснення у статті в журналі Nature.
У центрі уваги — археї групи Asgard archaea, яких вважають найближчими родичами предків еукаріотів. Виявлено, що деякі їхні лінії здатні переносити або використовувати кисень. «Більшість асгардів, що живуть сьогодні, були знайдені в середовищах без кисню», — пояснив Бретт Бейкер. «Але ті, що найбільше споріднені з еукаріотами, живуть у місцях з киснем… і вони мають багато метаболічних шляхів, які використовують кисень». Це вказує на можливу аеробну природу спільного предка еукаріотів.
Отримані дані узгоджуються з геологічними свідченнями Великої окислювальної події — періоду різкого зростання концентрації кисню понад 1,7 мільярда років тому. Саме після цього з’являються перші викопні рештки еукаріотів. «У навколишньому середовищі з’явився кисень, і асгарди адаптувалися до нього», — зазначив Бейкер. Таким чином, екологічний зсув міг стимулювати еволюційний прорив.
Команда проаналізувала понад 13 000 нових мікробних геномів, подвоївши відому різноманітність Asgard. Особливу увагу приділено лінії Heimdallarchaeia, яка демонструє близькість до еукаріотів. Для аналізу білкових структур використано систему штучного інтелекту AlphaFold2. Структурна подібність білків свідчить, що предки складного життя вже мали механізми аеробного метаболізму.
Симбіоз археї Asgard з альфапротеобактерією, яка згодом перетворилася на «мітохондрію» — енергетичну органелу клітини, — міг відбутися саме в умовах збагаченого киснем середовища. Підвищення рівня кисню стало не лише геохімічною подією, а й еволюційним каталізатором складності життя.
Глибоководне мікробне середовище розкриває, як виникло складне життя з’явилася спочатку на Цікавості.
