Важное открытие в эволюции жизни: слияние прокариот
Молекулярный биолог из UCLA Джеймс А. Лейк сообщает о ключевых новых данных о прокариотах и эволюции жизни в выпуске журнала Nature от 20 августа.
Суть открытия
Обнаружена первая исключительно прокариотная эндосимбиоза. Ранее считалось, что эндосимбиоз всегда включает эукариот — клетку с ядром. Лейк установил, что две группы прокариот — актинобактерии и клостридии — объединились, образовав двумембранные прокариоты.
"Без этого события высшая жизнь не возникла бы", — заявил Джеймс Лейк.
Значение для жизни на Земле
- Кислородная атмосфера: Подгруппа этих двумембранных прокариот, цианобактерии, начала производить кислород путем фотосинтеза.
- Митохондрии: Это слияние поставило митохондрии, присутствующие в каждой человеческой клетке.
- Карл Пилчер, директор Института астробиологии NASA: "Это величайшее изменение окружающей среды, которое когда-либо видела Земля".
Научные данные
Анализ геномики пяти групп прокариот, охватывающий более 2,5 миллиардов лет, показал:
- Поток генов от двух разных организмов (клостридии и актинобактерии) в группу с двумя мембранами.
- Гипотеза: одномембранный организм поглотил другой (эндосимбиоз).
- Двумембранные прокариоты обладают большим генетическим разнообразием, чем все другие прокариоты.
Особенности организмов
- Актинобактерии: Необычный состав ДНК с высоким содержанием нуклеотидов G и C. Некоторые являются патогенами (туберкулез, проказа).
- Клостридии: Некоторые способны к фотосинтезу (уникально для одномембранных прокариот).
- Двумембранные прокариоты: Включают патогены (например, вызывающие язву) и предков хлоропластов в растениях.
Философский вывод
"Эволюция говорит нам: сотрудничество — это способ преуспеть. Если два прокариота объединятся, они могут изменить мир", — резюмирует Лейк.
Исследование финансировалось Институтом астробиологии NASA и Национальным научным фондом (NSF).