Un microb care se găsește în adâncurile noroioase ale Oceanului Pacific nu arată mai mult decât un blob cu tentacule. Dar acest mic organism neobișnuit poate deține secretele modului în care au evoluat primele forme de viață multicelulare, potrivit noilor cercetări.
Cu mult înainte de existența organismelor complexe, lumea era acasă la simple organisme unicelulare, arhaea și bacterii. Între 2 miliarde și 1,8 miliarde de ani în urmă, aceste microorganisme au început să evolueze, ducând la apariția unor forme de viață mai complexe numite eucariote, un grup care include oameni, animale, plante și ciuperci. Dar această călătorie incredibilă în timpul căreia viața a trecut de la pâlpii de înot la animalele de mers pe jos (și, în unele cazuri, gândirea și sentimentul) este încă slab înțeleasă.
Oamenii de știință au ipotezat anterior că un grup de microbi numiți Asgard archaea erau strămoșii mult căutați ai eucariotei, deoarece conțin gene similare omologilor lor complexe, potrivit unui comunicat. Pentru a analiza cum arătau acești microbi și cum s-ar fi putut întâmpla această tranziție, un grup de cercetători din Japonia a petrecut un deceniu colectând și analizând noroiul de pe fundul Râncii Omine de pe coasta Japoniei.
Echipa a păstrat probele de noroi - și microorganismele din ele - într-un bioreactor special din laborator care imita condițiile mării adânci în care au fost găsite. Ani mai târziu, au început să izoleze microorganismele din eșantioane. Scopul inițial al oamenilor de știință a fost de a găsi microbi care mănâncă metan și care ar putea fi capabili să curețe canalizarea, potrivit New York Times. Dar, când au descoperit că eșantioanele lor conțineau o tulpină necunoscută anterior de Argea Asgard, au decis să o analizeze și să o crească în laborator.
Ei au numit tulpina recent găsită de Asgard archaea Prometheoarchaeum syntrophicum după zeul grec Prometeu, despre care se spune că a creat oameni din noroi. Ei au descoperit că aceste arhaea erau cultivatori relativ lente, dublându-se doar la număr la fiecare 14 până la 25 de zile.
Analiza lor a confirmat că P. syntrophicum avea un număr mare de gene care seamănă cu cele ale eucariotei. Într-adevăr, aceste gene au ținut instrucțiunile pentru crearea anumitor proteine găsite în acești microbi; dar proteinele nu au creat, așa cum era de așteptat, nicio structură asemănătoare cu organele precum cele găsite în eucariote.
Ei au descoperit, de asemenea, că microbii aveau proeminențe lungi, ramificate, asemănătoare tentaculului, în exteriorul lor, care ar putea fi folosite pentru a smulge bacteriile trecătoare. Într-adevăr, echipa a descoperit că microbii tind să se lipească de alte bacterii din vasele de laborator.
Autorii propun o ipoteză pentru ceea ce s-a întâmplat în aceste ape antice: În urmă cu aproximativ 2,7 miliarde de ani, oxigenul a început să se acumuleze pe planeta noastră. Dar, trăind într-o lume fără oxigen atât de mult timp, acest element s-ar dovedi toxic pentru P. syntrophicum, au explicat autorii într-un videoclip.
Asa ca P. syntrophicum este posibil să fi dezvoltat o nouă adaptare: o modalitate de a forma parteneriate cu bacteriile care au tolerat oxigenul. Aceste bacterii ar da P. syntrophicum vitaminele și compușii necesari pentru a trăi, în timp ce, la rândul lor, se hrănesc cu deșeurile arhaiei.
Pe măsură ce nivelurile de oxigen au crescut și mai mult, P. syntrophicum s-ar putea să devină mai agresive, smulgând bacteriile trecătoare cu structurile sale lungi asemănătoare tentaculului și interiorizându-l. În interiorul P. syntrophicum, această bacterie ar fi putut evolua în cele din urmă într-o organă producătoare de energie cheie pentru supraviețuirea eucariotei: mitocondriile.
Echipa „reușește în cultură Prometheoarchaeum după eforturile care se întind pe mai mult de un deceniu reprezintă o descoperire uriașă pentru microbiologie ", au scris într-un editorial însoțitor în revista Nature, Christa Schleper și Filipa L. Sousa, ambii cercetători de la Universitatea din Viena care nu au fost implicați în studiu." stabilește stadiul pentru utilizarea tehnicilor moleculare și imagistice pentru a elucida în continuare metabolismul Prometheoarchaeum și rolul în biologia celulelor arheale ".
Rezultatele au fost publicate pe 15 ianuarie în revista Nature.
