На узбережжі Західної Австралії є місце, де вчені буквально зазирають у далеке минуле Землі...
У Бухті Акул збереглися живі строматоліти, вік найдавніших аналогів яких сягає понад 3,5 мільярда років.
Саме серед цих давніх мікробних екосистем дослідники виявили організми, які можуть допомогти відповісти на одне з головних питань біології: як із простих одноклітинних організмів колись виникли складні клітини, з яких сьогодні складаються люди, тварини, рослини та гриби.
- Археї, які стали ключем до загадки
Команда з UNSW Sydney працювала з археями Асґарду. Це особлива група мікроорганізмів, яку вважають найближчими відомими родичами еукаріотів, тобто складних клітин.
Живі культури таких організмів вирощувати надзвичайно складно. Вони ростуть повільно та потребують дуже специфічних умов. У світі лише кільком науковим групам вдалося отримати стабільні лабораторні культури.
Коли дослідники нарешті виростили археї, разом із ними в культурі виявилася бактерія, яка використовує сульфати. Саме тут почалася найцікавіша частина експерименту.
- Мікроскопічний міст між двома організмами
За допомогою кріоелектронної томографії науковці отримали тривимірні зображення клітин на нанометровому рівні.
І побачили те, чого раніше безпосередньо не фіксували: між археєю та бактерією утворювалися крихітні нанотрубки. По суті, мікроорганізми створювали фізичні містки між собою.
Подальший аналіз ДНК і молекулярне моделювання показали, що через таку взаємодію вони могли обмінюватися поживними речовинами.
Це особливо важливо, адже вчені давно припускають, що приблизно 2 мільярди років тому предок еукаріотичної клітини виник завдяки тісній взаємодії археї та бактерії. Однак раніше дослідники мали переважно генетичні докази цієї теорії.
Тепер вони отримали можливість спостерігати подібну взаємодію безпосередньо у живих мікроорганізмів.
- Як із цього могла виникнути складна клітина
За однією з провідних версій, стародавня архея поступово встановила настільки тісні взаємини з бактерією, що та зрештою опинилася всередині клітини.
Згодом бактерія втратила самостійність і перетворилася на мітохондрію. Сьогодні ці органели виробляють енергію для клітин людського тіла та інших еукаріотів.
Саме тому крихітні нанотрубки, які дослідники побачили між сучасними мікробами, можуть бути важливою підказкою до події, яка змінила всю подальшу історію життя.
- Мікроб отримав назву «давня домівка»
Дослідники також повідомили про новий вид архей — Nerearchaeum marumarumayae.
Назва походить із мови народу малгана та означає «давня домівка». Під час роботи над назвою науковці співпрацювали з мовною експерткою Кімберлі Окліт та старійшинами громади.
Так наукове відкриття пов’язали з місцем, де ці мікроорганізми були знайдені, та культурою людей, які живуть у цьому регіоні понад 30 тисяч років.
- Чому вчених так зацікавили строматоліти
Строматоліти утворюються завдяки діяльності мікробних матів і належать до найдавніших свідчень життя на нашій планеті. Сучасні живі строматоліти залишилися лише в кількох місцях Землі.
У Бухті Акул їм допомагають виживати незвичайні умови: висока солоність води, температура та невелика кількість тварин, які могли б знищувати мікробні мати.
Ці структури вважають своєрідними живими реліквами давньої Землі. Вони також здійснюють фотосинтез і виділяють кисень, продовжуючи процес, який мільярди років тому поступово змінив атмосферу планети.
- Таємниця залишається не до кінця розгаданою
Нове відкриття дає дослідникам важливу підказку, але остаточної реконструкції появи еукаріотів воно не дає. Науковцям ще потрібно зрозуміти, як саме тимчасова взаємодія двох мікроорганізмів могла перетворитися на постійне співіснування всередині однієї клітини.
Водночас спостереження за археями Асґарду та бактеріями показує, що подібна співпраця між дуже різними формами життя можлива й сьогодні.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ:
- Античний Big Data: як Фалес перетворив спостереження за небом на статок?
- Українець розгадав писемність майя без експедицій до Юкатану: історія Юрія Кнорозова
- Перші маніпуляції наукою: як знання про Ніл служило владі Стародавнього Єгипту?