Растенията, водораслите, гъбите и животните, включително хората, са еукариоти: форми на живот със сложни, съдържащи ядро клетки.
Според ново проучване неотдавнашно откритие на органични съединения в древни скали в Австралия помага да се изясни ранната история на еукариотите, като предполага, че тази група е била в изобилие още преди повече от един милиард години.
Смята се, че еукариотите водят началото си отпреди 2 млрд. години, но учените смятаха, че те са станали широко разпространени едва преди около 800 млн. години, казва д-р Бенджамин Нетърсхайм, един от съавторите на изследването, публикувано в сп. Nature.
Новооткритите следи от молекули, вероятно произведени от еукариоти, обаче са на възраст до 1,6 млрд. години, което показва, „че ранните еукариоти вече са били екологично важни през цялото това време“, казва Неттерсхайм, който е постдокторант по геобиология в Центъра за науки за морската среда MARUM към Университета в Бремен, Германия.
„Просто досега не сме виждали техните следи. Те са били скрити пред очите ни.“
Доказателствата за тези древни еукариоти са под формата на биологични молекули, които те произвеждат.
Съвременните еукариоти произвеждат набор от характерни биомолекули, включително холестероли.
Холестеролът е органично съединение, естествено срещащ се стероид. Прекалено голямото му количество може да причини здравословни проблеми като запушени артерии, но той е важен компонент на клетъчните мембрани за почти всички съвременни еукариоти.
Холестеролите са „наистина важни за голям брой физиологични функции и тъй като са част от клетъчната мембрана, организмите произвеждат сравнително много от този вид молекули“, казва Нетерсхайм.
В новото изследване Неттерсхайм и другият съавтор, Йохен Брокс, откриват съединение, свързано с холестерола, което изглежда потвърждава десетилетна хипотеза за еволюцията на еукариотите.
Намиране на древни молекули
Ученият Конрад Блох, носител на Нобелова награда за физиология или медицина през 1964 г., забелязва, че при синтеза на холестерол от съвременните еукариоти се образуват някои междинни органични съединения.
Лагуна Калиенте: Най-токсичното езеро, от което можем да разберем какъв е живота на Марс (СНИМКИ)
Той изказва хипотезата, че в дълбокото минало всяко от тези междинни съединения е било напълно функционален краен продукт от биосинтетичните процеси на ранните организми. Въпреки това Блох смятал, че никой никога няма да може да намери фосилни доказателства, които да докажат, че древните форми на живот са произвеждали тези сега междинни биомолекули.
Напредъкът в биохимичните анализи позволи на учените да идентифицират древни молекули, запазени във фосилните записи, особено в стари скали, които са били сравнително ненарушени от геологични процеси.
В новото изследване на Nature Нетерсхайм и колегите му, сред които и Брокс, професор по геобиология в Австралийския национален университет, изследват скали от формацията Барни Крийк в Австралия.
Предишни изследвания установиха, че скалите от Барни Крийк, които са на повече от 1 милиард години, съдържат следи от древни биомолекули. Но „хората никога не са търсили тези първобитни видове стероиди в този вид скали“, казва Нетерсхайм.
Нетерсхайм, Брокс и техните колеги извършват химически анализи на скалите от Барни Крийк, търсейки прекурсори на холестерола, които според прогнозите на Блох са били произведени от ранните еукариоти.
„За наша изненада, всъщност ги открихме в изненадващо голямо изобилие и навсякъде, където имаме биомаркери, запазени в този период, виждаме и тези молекули“, казва Нетърсхайм.
„Сега можем да потвърдим хипотезата на Блох.“
Изследване на изгубения свят на еукариотите
Наличието на тези протостероиди показва, че ранните еукариоти са били адаптирани към свят, много различен от съвременната Земя. Днес в атмосферата има много повече кислород, отколкото преди 1,6 милиарда години, а протостероидните молекули, произведени от тези ранни еукариоти, са изисквали по-малко кислород за производството си, отколкото холестеролите.
„Може би е предимство да се използват тези по-първични стероли“, казва Нетерсхайм. Ранните еукариоти „вече са били перфектно адаптирани към преобладаващите екологични условия“.
Д-р Сузана Портър, професор и ръководител на катедрата по науки за земята в Калифорнийския университет в Санта Барбара, каза:
„Това, което наистина ми харесва в това изследване на скали, е мисълта за признаване, че биосинтетичните пътища също еволюират.“
Въпреки това Портър, която не е участвала в изследването, остава предпазлива в изявлението, че молекулите, открити в това изследване, наистина са направени от ранните еукариоти, за разлика от други древни организми.
Но д-р Роджър Съмънс, професор по геобиология в Масачузетския технологичен институт, който също не е участвал в работата, я нарича „едно от най-интересните изследвания в областта на органичната геохимия, които съм виждал от много години насам“.
„Конрад Блох щеше да се зарадва, ако беше жив да види това, защото Брокс и колегите му елегантно потвърдиха прогнозата му, че биосинтетичните предшественици на холестерола отразяват търсенето на функционална оптимизация от страна на биохимията“, каза Съмънс.
Междувременно Нетерсхайм заяви, че следващата стъпка за него и колегите му е да продължат да изучават света, обитаван от тези древни форми на живот, като стрелят с лазери по тънък скален къс и използват информацията за начина, по който светлината се отразява от него, за да картографират различните налични химични съединения.
„Надяваме се, че това ще ни помогне да ограничим много повече къде, кога, при какви условия са процъфтявали нашите ранни еукариотни предци“, казва той.
Превод и редакция: TRENDY NEWS