Обнаружено недостающее звено в эволюции сложных клеток

Новое исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Nature, сообщает об открытии новой группы микроорганизмов, представляющей собой недостающее звено в эволюции сложной жизни. Исследование проливает свет на то, как миллиарды лет назад сложные клетки, из которых состоят растения, грибы, животные и люди, произошли от простых микробов.

В то время как клетки бактерий малы и просты, вся видимая жизнь состоит из крупных и сложных клеток — эукариот. Происхождение этих сложных клеток долгое время оставалось загадкой.

В 1970-х годах Карл Вёзе открыл архей — отдельную ветвь на Древе жизни. Несмотря на простоту их клеток, археи оказались ближе к эукариотам, чем к бактериям, что поставило перед наукой вопрос: как сложные клетки эукариот могли возникнуть из простых клеток архей?

Исследователи из Уппсальского университета (Швеция) вместе с коллегами из университетов Бергена (Норвегия) и Вены (Австрия) сообщают об открытии новой группы архей — Lokiarchaeota (или «Локи»), которая является недостающим звеном в происхождении эукариот.

«Мы надеялись, что Локи откроет несколько новых фрагментов головоломки, но когда мы получили первые результаты, не могли поверить своим глазам. Данные выглядели просто потрясающе», — говорит Тейс Эттема из Уппсальского университета, руководивший исследованием.

Изучив геном, учёные обнаружили, что Lokiarchaeota представляет собой промежуточную форму между простыми клетками микробов и сложными клетками эукариот.

«Локи сформировал хорошо обоснованную группу с эукариотами в наших анализах», — отмечает Лионель Гай, один из старших научных сотрудников исследования.

«Кроме того, мы обнаружили, что Локи имеет множество генов, уникально общих с эукариотами. Это говорит о том, что клеточная сложность возникла на раннем этапе эволюции эукариот», — добавляет Анча Спэнг, один из ведущих авторов работы.

Название Lokiarchaeota происходит от враждебной среды — Замка Локи — гидротермального источника на Срединно-Атлантическом хребте между Гренландией и Норвегией на глубине 2352 метра.

«Гидротермальные источники — это вулканические системы на дне океана. Место, где был найден Локи, сильно подвержено вулканической активности, но на самом деле имеет довольно низкую температуру», — объясняет Стеффен Йоргенсен из Университета Бергена.

Исследователи называют неизвестные микроорганизмы в экстремальных средах «микробной тёмной материей». Используя новые методы геномики для её изучения, команда надеется найти больше ключей к разгадке эволюции сложных клеток.

«В каком-то смысле мы только начинаем. Там ещё много чего предстоит открыть, и я убеждён, что в ближайшем будущем нам придётся чаще пересматривать наши учебники по биологии», — заключает Тейс Эттема.