Нова открића сугеришу да је сложен живот почео да се формира много раније и током далеко дужег периода него што су истраживачи раније разумели. Студија пружа свеж увид у услове животне средине који су подржавали рану еволуцију и доводи у питање неколико широко прихваћених идеја о томе када су се напредне ћелијске карактеристике први пут појавиле.
Предвођен Универзитетом у Бристолу и објављен у Природа 3. децембра, рад показује да су сложени организми почели да се развијају много пре него што је ниво кисеоника у атмосфери порастао на значајан ниво. До сада су многи научници веровали да је обиље кисеоника неопходно за настанак сложеног живота.
„Земља је стара отприлике 4,5 милијарди година, а први микробиолошки облици живота појавили су се пре више од 4 милијарде година. Ови организми су се састојали од две групе – бактерија и различитих, али сродних археа, заједничких познатих као прокариоти“, рекла је коауторка Ања Спанг са Одељења за микробиологију и биогеохемију Краљевског холандског института за истраживање мора.
Стотинама милиона година, прокариоти су били једини живи организми на планети. Сложеније еукариотске ћелије су на крају еволуирале, што је довело до алги, гљива, биљака и животиња.
Преиспитивање порекла еукариота
Давиде Писани, професор филогеномике на Школи биолошких наука на Универзитету у Бристолу и коаутор, приметио је: „Претходне идеје о томе како и када су се рани прокариоти трансформисали у сложене еукариоте углавном су биле у домену спекулација. Процене су се протезале милијарду година, јер не постоје дефинитивни докази и нису недостајали дефинитивни фосилни облици.“
Да би расветлио ову транзицију о којој се дуго расправљало, тим је проширио постојећу методу ‘молекуларних сатова’, алат који се користи за процену када су различите врсте последњи пут делиле претка.
„Приступ је био двострук: прикупљањем података о секвенци од стотина врста и комбиновањем ових података са познатим фосилним доказима, били смо у могућности да направимо временски решено дрво живота. Затим бисмо могли да применимо овај оквир да боље решимо време историјских догађаја унутар појединачних породица гена“, објаснио је ко-водећи аутор професор Том Вилијамс на Одељењу за природне науке на Универзитету у Бату.
Много ранији почетак ћелијске сложености
Истраживачи су испитали више од сто породица гена у више биолошких система и фокусирали се на особине које одвајају еукариоте од прокариота. Ово им је омогућило да реконструишу јаснију слику о томе како су се развиле сложене ћелијске карактеристике.
Њихови резултати показују да је померање ка сложености почело пре скоро 2,9 милијарди година – скоро милијарду година раније од неких претходних процена. Докази сугеришу да су се структуре као што је језгро појавиле много пре митохондрија. „Процес кумулативне комплексизације одвијао се током много дужег временског периода него што се раније мислило“, рекао је аутор Гергели Сзоллоси, шеф Јединице за еволуциону геномику засновану на моделу на Окинавском институту за науку и технологију (ОИСТ).
Ови налази су омогућили истраживачима да одбаце неке постојеће моделе еукариогенезе (еволуције сложеног живота). Пошто резултати нису у потпуности одговарали ниједном тренутном објашњењу, тим је предложио нови сценарио под називом ‘МИИР’ – сложени археон, касни митохондрион.
Представљамо модел ЦАЛМ
Водећи аутор др Кристофер Кеј, истраживач-сарадник у Школи биолошких наука Универзитета у Бристолу, рекао је: „Оно што издваја ову студију је истраживање детаља о томе шта ове породице гена заправо раде – и који протеини са којима комуницирају – све у апсолутном времену. За то је била потребна комбинација бројних дисциплина: палеонтологија да би се дала корисна временска линија моленског стабла и верска биологија. генске породице, био је то велики посао.
„Једно од наших најзначајнијих открића је да су митохондрије настале знатно касније него што се очекивало. Време се поклапа са првим значајним порастом атмосферског кисеоника“, додао је аутор Филип Доноху, професор палеобиологије на Школи наука о Земљи на Универзитету у Бристолу.
„Овај увид повезује еволуциону биологију директно са геохемијском историјом Земље. Археални предак еукариота почео је да развија сложене карактеристике отприлике милијарду година пре него што је кисеоник постао обилан, у океанима који су били потпуно аноксични.“
