Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego, Santa Barbara i McGill University zwrócili uwagę na kolekcję dobrze zachowanych mikroskamieniałości, ujawniając zaskakującą różnorodność najstarszych organizmów eukariotycznych, które istniały 1,64 miliarda lat temu.
W badaniu tym szczegółowo opisano krytyczny okres w historii ewolucji eukariontów, głównej domeny życia obejmującej rośliny, zwierzęta, grzyby i wiele innych organizmów o złożonych strukturach komórkowych.
Badanie najstarszych organizmów eukariotycznych
Główny autor Lee Ann Redmanasystent naukowy na UCSB Katedra Nauk o ZiemiPodkreślił znaczenie tych wyników.
„Należą do najstarszych organizmów eukariotycznych, jakie kiedykolwiek odkryto” – powiedział Redman. „Jednak nawet w tych pierwszych nagraniach widzimy dużą różnorodność”.
Podważa to wcześniejsze przekonanie, że wczesne eukarionty były stosunkowo jednolite, a znaczne zróżnicowanie nastąpiło później, około 800 milionów lat temu.
Zbieraj skamieliny na dnie
Poszukiwania zespołu na australijskim buszu rozpoczęły się pod koniec 2019 r. Redman zebrał około 430 próbek z ośmiu próbek odwierconych przez firmę poszukiwawczą i są one obecnie przechowywane w Służba geologiczna Terytorium Północnegobiblioteka .
Wybrane rdzenie obejmowały warstwy o długości około 500 metrów, obejmujące około 133 milionów lat historii geologicznej, skupiając się na okresie intensywnej sedymentacji, który trwał około 15 milionów lat.
Powrót Redmana do Stanów Zjednoczonych z próbkami łupków i mułowców zapoczątkował intensywny proces analiz.
Pozostałości starożytnego ekosystemu przybrzeżnego, składającego się z płytkich równin błotnistych i przybrzeżnych lagun, okazały się kluczem do zrozumienia wczesnego życia eukariontów.
Ostrożne użycie kwasu fluorowodorowego rozpuściło otaczające skały, pozostawiając drobne skamieliny bezcenne do badań mikroskopowych.
„Mieliśmy nadzieję znaleźć gatunki o interesujących i różnych właściwościach ścian komórkowych” – wyjaśnił Redman. Właściwości te mogą zapewnić wgląd w aktywność komórkową tych wczesnych form życia.
Jednakże, jak zauważył Redman, wyciągnięcie ostatecznych wniosków na temat wewnętrznych części komórek będzie trudne, ponieważ skamieniałości zachowały jedynie zewnętrzne części komórek.
Niezwykła różnorodność i złożoność
Zespołowi, zdumionym odkryciem, udało się zidentyfikować 26 gatunków, w tym 10 gatunków wcześniej nieznanych. Skamieniałości te ujawniły złożone struktury, takie jak cytoszkielety i pęcherzyki wewnętrzne, prawdopodobnie prekursory współczesnych ciał Golgiego występujących w komórkach eukariotycznych.
Ponadto niektóre drobnoustroje wykazywały złożone ściany komórkowe złożone z połączonych włókien, co również wskazuje na zaawansowane struktury komórkowe.
Wśród interesujących odkryć znalazły się komórki z maleńkimi klapami, będącymi oznaką złożonych procesów biologicznych. Uważa się, że te zapadnie były wykorzystywane przez drobnoustroje do tworzenia cyst w niesprzyjających warunkach, co wymagało specjalistycznego mechanizmu do ich ponownego otwarcia.
„Jeśli zamierzasz wyprodukować enzym rozpuszczający ścianę komórkową, musisz bardzo uważać, jak go używać” – wyjaśniła Leigh-Anne Redman, podkreślając nieoczekiwaną złożoność tych wczesnych form życia.
Odkrycie to sugeruje, że tak wyrafinowane możliwości istniały znacznie wcześniej, niż wcześniej zakładano.
Ewolucja najstarszych organizmów eukariotycznych
Zuzanna Porterwspółautor i profesor nauk o Ziemi w Uniwersytet Kalifornijski w Santa Barbara„Zawsze zakładano, że miało to miejsce w czasie pojawienia się eukariontów” – zauważył. „Teraz uważamy, że ludzie nie badali jeszcze starożytnych skał”.
To odkrycie sugeruje, że historia eukariontów na Ziemi może sięgać dalej, niż wcześniej sądzono.
Ich badania stanowią część szerszego projektu mającego na celu zrozumienie warunków środowiskowych i adaptacji wczesnych eukariontów.
Redman i Porter są szczególnie zainteresowani ustaleniem, czy organizmy te rozwijają się w środowiskach natlenionych czy beztlenowych.
Obecność metabolizmu tlenowego lub mitochondrialnego oznacza wczesne nabycie tych organelli, co zapewnia znaczną przewagę ewolucyjną.
Spójrz wstecz, aby móc iść do przodu
Kontynuując badania, w tym badania starszych okazów z Australii Zachodniej i Minnesoty, Redman i Porter mają na celu przedstawienie bardziej szczegółowego opisu różnorodności eukariontów na przestrzeni czasu.
Współpraca z geochemikami w Uniwersytet McGill Obecnie trwają również prace skupiające się na poziomie tlenu i preferowanych siedliskach tych starożytnych organizmów.
„Te wyniki stanowią wskazówkę do poszukiwania starszych materiałów i starszych eukariontów, ponieważ zdecydowanie nie jest to początek eukariontów na Ziemi” – powiedział Redman, wzywając do głębszego zbadania pochodzenia tych złożonych form życia.
Podsumowując, te ważne badania podważają wcześniejsze przekonania na temat homologii i późniejszej dywersyfikacji wczesnych eukariontów, jednych z najstarszych organizmów na Ziemi. Badania zespołu ujawniły dowody na istnienie zaawansowanych struktur komórkowych, takich jak cytoszkielety i pęcherzyki wewnętrzne, w starożytnych komórkach eukariotycznych.
Odkrycia te, pochodzące z pozostałości starożytnego ekosystemu przybrzeżnego, dostarczają nowego wglądu w wczesną ewolucję życia i zachęcają do dalszych badań starszych próbek geologicznych.
Pełne badanie opublikowano w czasopiśmie Artykuły z paleontologii.
—–
Podoba Ci się to, co przeczytałem? Zapisz się do naszego newslettera, aby otrzymywać ciekawe artykuły, ekskluzywne treści i najnowsze aktualizacje.
Odwiedź nas w EarthSnap, bezpłatnej aplikacji udostępnionej przez Erica Rallsa i Earth.com.
—–
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
