Строматолиты — это самые древние живые окаменелости, напоминающие скопления темных камней, и могут содержать ключ к одной из величайших загадок биологии: как простые клетки в начале своего развития объединились, чтобы создать сложную жизнь.
Недавнее исследование австралийских ученых представило первые визуальные свидетельства физического взаимодействия между древними микроорганизмами, что могло способствовать возникновению всех существующих на Земле растений и животных, включая людей. Исследователи выявили ранее неизвестный микроб, который сосуществует в тесном партнерстве с другим организмом внутри строматолитов залива Шарк — объекта Всемирного наследия в Западной Австралии. Этот микроб относится к группе архей Асгарда — уникальным организмам, которые считаются ближайшими родственниками предков эукариот, клеток, составляющих все сложные формы жизни.
Согласно старой биологической теории, первая эукариотическая клетка, содержащая ядро, появилась, когда древняя архея и бактерия образовали тесный союз, в результате которого один организм поглотил другой. Этот альянс стал основой для митохондрий — энергетических станций клеток. Однако прямых доказательств того, как такие взаимодействия могли выглядеть на практике, до сих пор не было.
«Наша находка может объяснить, как зарождались такие партнерства и в конечном итоге возникли эукариоты», — говорит ведущий автор исследования, доцент Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее Брендан Бернс.
Процесс открытия оказался длительным. Генетическое секвенирование выявило ДНК организмов в образцах, но культивирование микробов для дальнейшего наблюдения заняло пять лет. Археи Асгарда крайне сложно выращивать вне их естественной среды обитания, и команде не удалось получить их в чистой культуре. По словам Бернса, эта неудача сама по себе является значимым открытием: «Вероятно, эти организмы всегда зависят от других, и именно в этом заключается их секрет выживания».
Однако главное открытие стало возможным благодаря электронной криотомографии — методу трехмерной визуализации с высоким разрешением. Изображения продемонстрировали два организма, физически связанных бактериальными нанотрубками. Каждый микроб производил соединения, которые использовал организм-партнер: витамины, питательные вещества и водород.
«Нам впервые удалось увидеть процесс физического взаимодействия между археей Асгарда и бактерией, — отмечает соавтор исследования, доцент Мельбурнского университета Дебнат Госал. — Это открытие приближает нас к пониманию того, как из относительно простых микробных форм жизни возникли сложные клетки».
В знак уважения к месту открытия и его коренным жителям новый микроб был назван Nerearchaeum marumarumayae, что сочетает в себе имя древнегреческого бога моря Нерея и слово из языка народа Малгана, означающее «древний дом». Ученые снова подтвердили, какую огромную роль играет взаимодействие различных организмов в процессе эволюции.
Учеными также было установлено, как древние микробы адаптировались к возникновению кислорода в атмосфере — событию, которое кардинально изменило эволюционный процесс на нашей планете.
Фото: hi-tech.mail.ru
