Биолюминесцентные бактерии

Выяснилось, как симбиоз микробов привел к рождению сложной жизни

Ученые разгадали одну из величайших загадок биологии: как на Земле появились сложные клетки, из которых состоят люди, животные и растения. Оказалось, что наши далекие предки — микробы из группы Asgard — умели выживать в кислородной среде задолго до того, как превратились в нечто более сложное.
Автор Наука Mail
архея группы Асгард
СЭМ-изображение Promethearchaeum syntrophicumИсточник: Wikimedia Commons

Долгое время считалось, что предок всех сложных существ боялся кислорода и жил в бескислородных глубинах. Это создавало логический тупик: как он мог объединиться с бактерией, которой кислород был необходим для жизни? Исследование, опубликованное в журнале Nature, наконец дало ответ на этот вопрос.

Ученые Техасского университета в Остине считают, что эукариоты возникли, когда архея из группы Asgard вступила в симбиотические отношения с альфа-протеобактерией. В конечном итоге они стали одним организмом, причем последняя эволюционировала, превратившись в митохондрию — органеллу, производящую энергию внутри эукариот.

В 2019 году микробиологи собрали больше 13 тыс. новых микробных геномов, в том числе сотни новых ДНК архей из группы Asgard. Используя генетические сходства и различия этих микробов, исследователи построили новое расширенное древо жизни архей Asgard. Новые геномы позволили также обнаружить ранее неизвестные группы белков.

дерево архей
Расширенное генетическое дерево архей AsgardИсточник: University of Texas at Austin

В новой работе биологи провели пристальный анализ этих белков и сравнили их структуру с протеинами эукариот, ответственными за синтез кислорода. Выяснилось, что их строение и функции очень похожи. Это значит, что археи Asgard могли жить не только в бескислородной среде, но и существовать там, где присутствовал кислород.

Это открытие подтверждает теорию о том, что жизнь стала сложной в результате симбиоза. Две разные клетки встретились и стали жить вместе, потому что обе могли переносить кислород. Это событие, произошедшее миллиарды лет назад, в итоге привело к появлению всего многообразия жизни, которое мы видим сегодня.

Ранее Наука Mail рассказывала, что зарождению жизни на Земле мог помочь яд.