Группа китайских ученых проследила происхождение предков животных и растений вплоть до метаболизирующей водород клетки, существовавшей до Великого окислительного события (ВОС) — поворотного периода, который произошел не менее 2,1 миллиарда лет назад и привел к образованию богатой кислородом атмосферы Земли, согласно данным SCMP.
Исследования показывают, что последний общий предок эукариот существовал около 2,72 миллиарда лет назад в условиях недостатка кислорода.
Эукариоты — это клетки или организмы с мембранным ядром. Они составляют основу сложной многоклеточной жизни, включающей всех животных, растения и грибы, а также многие одноклеточные организмы.
«Происхождение эукариотических клеток долгое время оставалось загадкой», — написала группа ученых из Восточно-Китайского педагогического университета и Шэньчжэньского университета в статье, опубликованной в престижном научном журнале Nature в начале этого месяца.
Результаты исследования подтверждают водородную гипотезу происхождения эукариот, подвергая сомнению предыдущие выводы о генеалогии этого общего предка.
Поскольку эукариотическая эволюция способствовала развитию сложной жизни на Земле, понимание происхождения этой клетки может дать дальнейшее представление об эволюции жизни.
Это также может иметь важные последствия для поиска жизни в космосе, пролив свет на условия и процессы, которые могли бы позволить сложной жизни возникнуть в других местах Вселенной.
Кислородная катастрофа
Около 2,4 миллиарда лет назад на Земле произошла Великая окислительная катастрофа (также известная как кислородная катастрофа), в ходе которой в атмосфере и мелководных морях впервые увеличилась концентрация свободного кислорода.
Этот период длился около 300 миллионов лет и, как полагают, был вызван фотосинтезирующими цианобактериями, что привело к вымиранию многих организмов, которым не требовался кислород для роста.
Считается, что накопление кислорода в атмосфере способствовало диверсификации эукариот. Однако молекулярные оценки времени появления последнего общего предка эукариот указывают на то, что он существовал раньше этого события.
Существуют две основные теории о том, как классифицируется жизнь на Земле. Первая — трёхдоменная теория, разделяющая организмы на бактерии, археи и эукариоты.
Археи — одноклеточные организмы, по размеру и строению схожие с бактериями, но имеющие иную молекулярную структуру.
Недавние исследования подтверждают теорию двух доменов, которая предполагает, что археи и эукариоты образуют одну группу, причем эукариоты произошли от архей.
Десять лет назад исследователи открыли группу архей, называемых Асгарда, которые с тех пор считаются ближайшими ныне живущими родственниками эукариот, хотя до сих пор ведутся споры о точном месте эукариот в этой группе.
Изучив более 200 новых геномов архей Асгарда, отобранных из прибрежных водно-болотных угодий Китая, наряду с существующими геномами, исследователи смогли определить эукариот архей Асгарда как сестринскую кладу по отношению к Heimdallarchaeia, где клад представляет собой группу организмов, включающую общего предка и всех его потомков, как живущих, так и вымерших.
Гипотеза водорода
Идея о том, что эукариоты могли возникнуть в результате слияния водородозависимого архейного хозяина с продуцирующей водород бактерией, известна как «водородная гипотеза».
Китайские исследования подтвердили водородную гипотезу, при этом данные метаболических исследований свидетельствуют о том, что раннее формирование эукариот было обусловлено партнерством между хозяином и бактерией, которая жила в условиях недостатка кислорода.
«Наличие ферментов, чрезвычайно чувствительных к кислороду... в сочетании с отсутствием кислорода в глубоководной среде океана в то время позволяет предположить, что этот предок, должно быть, эволюционировал в анаэробных условиях», — пишут исследователи.
Согласно заявлению Восточно-Китайского педагогического университета, это открытие показывает, что происхождение эукариотических клеток можно проследить примерно до 2,72 миллиарда лет назад.
«Наши результаты уточняют существующие знания и заполняют некоторые пробелы на ранних этапах эволюции эукариот», — заключает группа.
Ожидается, что это открытие предоставит ценную информацию о жизни на Земле и в космосе./.
Источник: https://www.vietnamplus.vn/nghien-cuu-trung-quoc-chung-minh-to-tien-con-nguoi-song-nho-hydro-thay-vi-oxy-post1039944.vnp
Комментарий (0)