Исследование Prometheoarchaeum syntrophicum проливает свет на происхождение эукариот

Группа японских исследователей из множества институтов обнаружила возможную связь между примитивными археями и развитием эукариот. Результаты их работы, опубликованные в журнале Nature, основаны на культивировании и изучении образцов Prometheoarchaeum syntrophicum.

Одна из главных научных загадок — как бактериоподобные организмы эволюционировали в сложные эукариотические клетки. Считается, что жизнь появилась на Земле около 4 миллиардов лет назад в форме простых организмов, похожих на современных архей, которые не имеют ядра.

Следующий эволюционный скачок к эукариотам (организмам со сложными клетками, как растения и животные) произошел примерно 2 миллиарда лет назад. Популярная теория предполагает, что одна архея была поглощена другой, и поглощенная эволюционировала в органеллы.

Японские ученые в своей работе:

• Получили образцы ила с археями группы Asgard archaea со дна океана у берегов Японии.
• Культивировали их в специальных камерах с метаном. Из-за медленного роста разделение на индивидуальные линии заняло три года.
• Сосредоточились на одном штамме — Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum, чьи черты указывали на сходство с древними археями, давшими начало эукариотам.

Исследования в течение нескольких лет показали, что эти микроорганизмы:

• Имеют диаметр около 550 нм.
• Разлагают аминокислоты через синтрофию.
• Обладают длинными ветвящимися выростами.

На основе наблюдений ученые предложили новую теорию: бактерия могла запутаться в этих ветвящихся выростах, что впоследствии привело к ее эволюции в органеллу и, как следствие, к появлению эукариотических клеток.