Происхождение сложной жизни на Земле остаётся одной из самых упрямых загадок биологии. Теперь учёные получили неожиданную зацепку — и пришла она от крошечного организма, названного в честь мифической обители скандинавских богов.
Речь идёт о так называемом архее Асгарда (Asgard archaeon) — эволюционно древнем микробе, который, судя по новым данным, мог использовать кислород для выживания в те времена, когда этого газа в земной атмосфере было ничтожно мало. Если это подтвердится окончательно, представления о ранней биохимии планеты придётся серьёзно пересмотреть.
Группа исследователей недавно сумела получить детальные изображения этого микроорганизма. Само по себе это достижение: археи Асгарда невероятно капризны в культивации, растут медленно, и добраться до их внутренней структуры технически сложно. Тем ценнее результат — снимки позволили разглядеть особенности клеточной организации, которые раньше оставались предметом догадок.
Почему этот микроб так интересует биологов? Археи Асгарда считаются ближайшими из известных «родственников» эукариот — организмов со сложными клетками, к которым относимся и мы с вами, и грибы, и растения, и животные. Именно от чего-то похожего на этих архей, как полагают, около двух миллиардов лет назад зародились первые эукариотические клетки. То есть где-то в родословной Asgard archaeon может скрываться ответ на вопрос, как одноклеточная простота однажды уступила место многоклеточной сложности.
Самый интригующий аспект новых находок — намёк на кислородный метаболизм. Принято считать, что кислород стал доступен в больших количествах после так называемой Великой кислородной катастрофы, примерно 2,4 миллиарда лет назад. До этого атмосфера была по большей части бескислородной. Но если архей Асгарда действительно умел утилизировать кислород ещё раньше, значит, где-то на планете существовали локальные «оазисы» с достаточной концентрацией этого газа. Либо сам механизм усвоения кислорода появился до того, как он стал глобально доступным ресурсом.
Это не просто академический спор. От ответа зависит, как мы понимаем последовательность событий, приведших к возникновению сложной жизни. Если кислородный метаболизм был «изобретён» раньше, чем считалось, то и переход от прокариотической к эукариотической клетке мог запуститься по другому сценарию — не после того как кислород залил планету, а параллельно, в нишевых средах.
Стоит, впрочем, оговориться: конкретные численные датировки в опубликованных данных не приводятся, и учёные пока осторожны в формулировках. Между «мог использовать кислород» и «точно использовал» — дистанция, которую ещё предстоит пройти. Но даже сама возможность, подкреплённая визуальными данными о строении клетки, уже сдвигает дискуссию.
Археи Асгарда были открыты сравнительно недавно и названы по мотивам скандинавской мифологии — традиция, которая закрепилась в микробиологии этих организмов. Отдельные виды носят имена Локи, Тора, Одина. За красивыми названиями скрываются организмы, живущие в экстремальных условиях: глубоководных осадках, гидротермальных источниках. Их изучение продвигается медленно именно потому, что воссоздать такие условия в лаборатории трудно.
Полученные изображения, по мнению исследователей, открывают дорогу к более глубокому анализу. Теперь можно прицельно изучать внутриклеточные структуры, искать следы мембранных систем, напоминающих эукариотические, и проверять гипотезы о симбиотическом происхождении сложных клеток. Каждая такая деталь — маленький фрагмент мозаики, которая в итоге может показать, как именно жизнь на Земле совершила свой главный эволюционный скачок.
Изображение носит иллюстративный характер
Речь идёт о так называемом архее Асгарда (Asgard archaeon) — эволюционно древнем микробе, который, судя по новым данным, мог использовать кислород для выживания в те времена, когда этого газа в земной атмосфере было ничтожно мало. Если это подтвердится окончательно, представления о ранней биохимии планеты придётся серьёзно пересмотреть.
Группа исследователей недавно сумела получить детальные изображения этого микроорганизма. Само по себе это достижение: археи Асгарда невероятно капризны в культивации, растут медленно, и добраться до их внутренней структуры технически сложно. Тем ценнее результат — снимки позволили разглядеть особенности клеточной организации, которые раньше оставались предметом догадок.
Почему этот микроб так интересует биологов? Археи Асгарда считаются ближайшими из известных «родственников» эукариот — организмов со сложными клетками, к которым относимся и мы с вами, и грибы, и растения, и животные. Именно от чего-то похожего на этих архей, как полагают, около двух миллиардов лет назад зародились первые эукариотические клетки. То есть где-то в родословной Asgard archaeon может скрываться ответ на вопрос, как одноклеточная простота однажды уступила место многоклеточной сложности.
Самый интригующий аспект новых находок — намёк на кислородный метаболизм. Принято считать, что кислород стал доступен в больших количествах после так называемой Великой кислородной катастрофы, примерно 2,4 миллиарда лет назад. До этого атмосфера была по большей части бескислородной. Но если архей Асгарда действительно умел утилизировать кислород ещё раньше, значит, где-то на планете существовали локальные «оазисы» с достаточной концентрацией этого газа. Либо сам механизм усвоения кислорода появился до того, как он стал глобально доступным ресурсом.
Это не просто академический спор. От ответа зависит, как мы понимаем последовательность событий, приведших к возникновению сложной жизни. Если кислородный метаболизм был «изобретён» раньше, чем считалось, то и переход от прокариотической к эукариотической клетке мог запуститься по другому сценарию — не после того как кислород залил планету, а параллельно, в нишевых средах.
Стоит, впрочем, оговориться: конкретные численные датировки в опубликованных данных не приводятся, и учёные пока осторожны в формулировках. Между «мог использовать кислород» и «точно использовал» — дистанция, которую ещё предстоит пройти. Но даже сама возможность, подкреплённая визуальными данными о строении клетки, уже сдвигает дискуссию.
Археи Асгарда были открыты сравнительно недавно и названы по мотивам скандинавской мифологии — традиция, которая закрепилась в микробиологии этих организмов. Отдельные виды носят имена Локи, Тора, Одина. За красивыми названиями скрываются организмы, живущие в экстремальных условиях: глубоководных осадках, гидротермальных источниках. Их изучение продвигается медленно именно потому, что воссоздать такие условия в лаборатории трудно.
Полученные изображения, по мнению исследователей, открывают дорогу к более глубокому анализу. Теперь можно прицельно изучать внутриклеточные структуры, искать следы мембранных систем, напоминающих эукариотические, и проверять гипотезы о симбиотическом происхождении сложных клеток. Каждая такая деталь — маленький фрагмент мозаики, которая в итоге может показать, как именно жизнь на Земле совершила свой главный эволюционный скачок.
