Odkryto bardzo ważne ogniwo łańcucha ewolucji

[KopalniaWiedzy.pl 320]

Pierwsze eukarioty, czyli organizmy zbudowane z komórek posiadających jądro komórkowe z chromosomami, pojawiły się na Ziemi przed 2 miliardami lat. Ich wyewoluowanie było jednym z najważniejszych momentów w historii życia. Teraz naukowcy poinformowali o znalezieniu formy przejściowej, z której pojawiły się eukarioty.

Na dnie Oceanu Arktycznego znaleziono mikroorganizmy, które posiadają wiele, ale nie wszystkie, cech znajdowanych dotychczas u eukariotów. To przełom. Odkrycie jest niemal zbyt dobre, by było prawdziwe - cieszy się Eugene Koonin, biolog ewolucyjny z National Center for Biotechnology Information.

Pierwsze wskazówki dotyczące pochodzenia eukariotów zdobyto już w latach 70., kiedy to Carl Woese, mikrobiolog z University of Ilinois porównał materiał genetyczny różnych gatunków i odtworzył drzewo życia. Stwierdził, że zawiera ono trzy główne odgałęzienia. W jednej znajdują się bakterie, w drugiej archeony, w trzeciej eukarioty. Woese odkrył, że eukarioty są bliżej spokrewnione z archeonami niż bakteriami.

Przez ostatnie 40 lat, dzięki rozwojowi nauki i techniki coraz lepiej poznawaliśmy historię życia. A ostatnimi czasy zaczęło pojawiać się coraz więcej badań sugerujących, że eukarioty nie są osobną gałęzią ewolucji, ale wyewoluowały z archeonów.

Niedawno Steffen L. Jorgensten, mikrobiolog z Uniwersytetu w Bergen, pobierał próbki z dna Oceanu Arktycznego. Zauważył, że w niektórych warstwach osadów żyją archeony. Przekazał więc próbki Thijsowi Ettemie z Uniwersytetu w Uppsali, który już wcześniej spostrzegł, że najbliżej spokrewnione z eukariotami archeony żyją na dnie oceanów.

Gdy Ettema zbadał dostarczone osady, okazało się, że znajdują się tam nieznane wcześniej archeony. Zostały one nazwane Lokiarchaeum. Szczegółowa analiza DNA wykazała, że Lokiarchaeum są bliżej spokrewnione z eukariotami, niż jakiekolwiek inne znane archeony. Jednak jeszcze większym zaskoczeniem było odkrycie, że archeony te mają wiele cech charaktrystycznych znajdowanych wcześniej wyłącznie u eukariotów. Znaleziono m.in. geny odpowiedzialne za powstawanie lizosomów w komórkach eukariotów. Ale nie tylko. Odkryto również geny, które u eukariotów odpowiadają za tworzenie cytoszkieletu. Naukowcy nie wykluczają, że Lokiarchaeum wykorzystuje swój cytoszkielet do poruszania się – podobnie jak pierwotniaki – i, na wzór eukariotów, potrafi pochłaniać molekuły i mikroorganizmy. Lokiarchaeum miał znacznie bardziej złożoną budowę niż bakterie i inne archeony, jednak prawdopodobnie nie posiadał jądra komórkowego i mitochondriów.

Niewykluczone zatem, że ewolucja wyglądała w następujący sposób. Gdy już archeony podobne do Lokiarchaeum rozwinęły pełen szkielet, następnym krokiem mogło być pojawienie się mitochondriów. Nauka od dawna wie, że mitochondria powstały z bakterii. Niewykluczone zatem, że Lokiarchaeum lub im podobne archeony wchłonęły bakterie, a te zamieniły się w mitochondria, zapewniające energię swojemu gospodarzowi. A gdy już archeony posiadały własne centra energetyczne, mogły się rozrastać i przybierać bardziej złożone formy. Już w 2006 roku Koonin i William Martin z Uniwersytetu w Düsseldorfie zaproponowali model ewolucji jądra komórkowego. Dwa zestawy genów znajdujące się w jednej komórce mogą nawzajem sobie zaszkodzić, gdy wejdą w kontakt. Naukowcy zaproponowali hipotezę, zgodnie z którą eukarioty stopniowo budowały barierę, mającą na celu oddzielenie od siebie tych zestawów genów.

Przed ekspertami jeszcze dużo pracy. Mikrorganizmy wydobywane z dna morskiego szybko giną, gdyż nie wytrzymują gwałtownej zmiany warunków pomiędzy tymi, w których żyły, a tymi, w które są przenoszone. Ettema i jego zespół spróbują odtworzyć warunki panujące w osadach na dnie Oceanu Arktycznego. Mają nadzieję, że dzięki temu mikroorganizmy będą mogły przeżyć, a może nawet się rozmnożyć. Uczeni będą więc mieli materiał do badań.

« powrót do artykułu