Современные микробы — окно в древний океан
Учёные из Университета Колорадо в Боулдере обнаружили, что современные одноклеточные организмы в океанах могут иметь много общего с формами жизни, существовавшими миллиарды лет назад и изменившими планету.
Исследование, опубликованное 6 января в журнале Science Advances, изучает цианобактерии ("сине-зелёные водоросли"). Более 2 миллиардов лет назад, во время "Великого кислородного события", древние цианобактерии вызвали резкий скачок уровня кислорода.
"Мы видим полный сдвиг в химии океанов и атмосферы, который изменил и эволюцию жизни", — говорит ведущий автор Сара Хёрли.
Учёные предположили, что древние микробы могли свободно плавать в открытом океане и напоминать современные бета-цианобактерии.
Дыхание планеты
Цианобактерии производят около четверти кислорода из океанов. Ключевую роль играют карбоксисомы — белковые компартменты внутри клеток, концентрирующие CO2.
До Великого кислородного события уровень CO2 мог быть в 100 раз выше, а кислорода почти не было. Учёные считали, что древним микробам карбоксисомы не нужны.
"Цианобактерии существуют уже два миллиарда лет. Они могли сильно отличаться от современных", — отмечает Хёрли.
Воскрешение "зомби"-микробов
Исследователи культивировали цианобактерии в условиях, похожих на земные 2 миллиарда лет назад. Они изучали два типа:
- Современные бета-цианобактерии.
- Генно-модифицированные "зомби"-цианобактерии без карбоксисом.
Анализ метаболизма показал, что химические сигнатуры древних горных пород лучше всего соответствуют бета-цианобактериям, а не "зомби"-формам.
Команда обнаружила "живое ископаемое". У цианобактерий времён Великого кислородного события уже была структура, похожая на карбоксисому, которая могла защищать клетки от растущей концентрации кислорода.
"То, что современные организмы могут напоминать эти древние цианобактерии, было действительно неожиданно", — говорит соавтор Босвелл Уинг.
"Теперь у нас есть веские доказательства из геологической летописи и модель организма, которые проливают новый свет на жизнь в древнем океане", — заключает соавтор Джеффри Кэмерон.