Nove informacije o poreklu složenog oblika života

Printscreen: LinkedIn/vjevrosimovic

Istraživački tim sa Teksaskog univerziteta u Ostinu sproveo je genomsku analizu nekoliko stotina mikroorganizama poznatih kao arheje (archaea). Nalazi pokazuju da eukariote – složeni oblici života sa jedrima u ćelijama, uključujući svu floru, faunu, insekte i gljive širom planete – mogu pratiti svoje poreklo do zajedničkog asgardskog arhejskog pretka, piše SciTech Daily.

To znači da su eukariote, rečeno jezikom evolucionih biologa, „dobro uklopljena grupa“ u okviru asgardskih arheja, kao što su ptice jedna od nekoliko grupa u okviru veće grupe zvane dinosaurusi, sa zajedničkim pretkom. Istraživači su otkrili da sve eukariote imaju zajedničkog pretka među asgardima.

Preporučujemo

Nijedan fosil eukariota nije pronađen iz perioda pre oko dve milijarde godina, što ukazuje da su pre toga postojale samo različite vrste mikroba.

„Dakle, koji događaji su naveli mikrobe da evoluiraju u eukariote?“, kaže Bret Bejker, vanredni profesor integrativne biologije i morske nauke. „To je veliko pitanje. Postojanje ovog zajedničkog pretka je veliki korak u razumevanju toga“.

Pod vođstvom Tejsa Eteme sa Univerziteta Vageningen u Holandiji, istraživački tim je identifikovao najbližeg mikrobijalnog rođaka svih složenih životnih oblika na drvetu života kao novoopisani red nazvan Hodarchaeales (hode). Hode, nađene u morskim sedimentima, jedna su od podgrupa u okviru veće grupe asgardskih arheja.

Asgardske arheje su evoluirale pre više od dve milijarde godina i njihovi potomci još žive. Neke su pronađene u sedimentima duboko u moru i termalnim izvorima širom sveta, ali su zasad samo dva soja uspešno uzgojena u laboratoriji.

Da bi ih identifikovali, naučnici sakupljaju njihov genetski materijal i onda sastavljaju njihove genome. Na osnovu genetskih sličnosti sa drugim organizmima koji se mogu uzgajati u laboratoriji i proučavati, naučnici mogu doći do saznanja o metabolizmu i drugim osobinama asgarda.

„Zamislite vremensku mašinu, ne za istraživanje sveta dinosaurusa ili drevnih civilizacija, već za putovanje duboko u potencijalne metaboličke reakcije koje su mogle dovesti do nastanka složenog života“, kaže Valeri de Anda iz Bejkerove laboratorije. „Umesto fosila ili drevnih artefakata, posmatramo genetske šeme savremenih mikroba radi rekonstruisanja njihove prošlosti“.

Istraživači su proširili poznati asgardski genomski diverzitet, dodajući više od 50 neopisanih asgardskih genoma kao ulazne informacije za svoje modeliranje. Njihova analiza ukazuje da je predak svih savremenih asgarda živeo u vrelim sredinama, konzumirajući CO2 i hemikalije. U međuvremenu, hode, bliže povezane sa eukariotama, metabolički su sličnije nama, jedući ugljenik i živeći u hladnijim sredinama.

„Ovo je zaista uzbudljivo jer prvi put posmatramo molekularnu šemu pretka prvih eukariotskih ćelija“, kaže De Anda.

U nordijskoj mitologiji, Hod je bog, slepi sin Odina i Frige, koji je prevaren da ubije sopstvenog brata Baldra.

„Šalim se u razgovorima da smo svi Asgardijanci“, kaže Bejker. „To će verovatno pisati na mom nadgrobnom spomeniku“.

„Za mene je najuzbudljivije što počinjemo da vidimo tranziciju od onoga što biolozi misle da je arheja ka ovom organizmu Hodarchaeales koji je više kao eukariota“, objašnjava Bejker. „Drugačije rečeno, ove hode su naša sestrinska grupa u svetu arheja“.

Bejker kaže da ima smisla da su, od svih arheja, asgardi oni koji su iznedrili eukariote. Poput eukariota, pripadnici asgardskih arheja imaju mnoge gene sa više kopija u svojim genomima. Kod eukariota, kad se geni dupliciraju, nove kopije obično preuzimaju nove funkcije, dajući organizmima nove sposobnosti. Bio je to jedan od velikih motora evolucije.

„Ne znamo, kod ovih asgarda posebno, gde su vodile duplikacije gena, ali znamo da je kod eukariota duplikacija gena vodila do novih funkcija i povećanja ćelijske složenosti. Dakle, mislimo da je to jedan od načina na koji su asgardi doveli do inovacija koje definišu eukariote“, rekao je Bejker.

Naučnici koji izučavaju arheje pronašli su mnoge proteine za koje se nekad smatralo da su ekskluzivni za eukariote. Pitanje je koje funkcije ovi eukariotski proteini imaju u arhejama.

„Mislim da će nam proučavanje ovih jednostavnijih oblika života i njihovih eukariotskih karakteristika reći mnogo o nama samima“, kaže Bejker.

(Telegraf Nauka/SciTech Daily)