Вчені розкрили подробиці існування одноклітинних організмів в океані стародавньої Землі. ФОТО

Вчені розкрили подробиці існування одноклітинних організмів в океані стародавньої Землі. ФОТО

Ірина Дубровська 18, Лютий 2021, 22:47 73
Вчені розкрили подробиці існування одноклітинних організмів в океані стародавньої Землі. ФОТО

Вчені виявили, що одноклітинні організми, що живуть в сучасних океанах, можуть мати багато спільного з формами життя, що існували мільярди років тому і докорінно змінили нашу планету. Дослідження, опубліковане в журналі Science Advances, розкриває подробиці життя найбільш працьовитих мікробів: ціанобактерій.

Вчені розкрили подробиці існування одноклітинних організмів в океані стародавньої Землі. ФОТО

Ціанобактерії в озері Ері (США, Канада). Credit: Tim Davis

Ці одноклітинні фотосинтезуючі організми, також відомі як» синьо-зелені водорості”, можна знайти практично в будь-якому великому водоймі. Але більше 2 мільярдів років тому вони зіграли надзвичайно важливу роль в історії життя на землі: під час періоду, відомого як «велика подія оксигенації», стародавні ціанобактерії справили раптовий і різкий викид кисневого газу.

“Ми бачимо повне зрушення в хімії океанів і атмосфери, який направив еволюцію по новому шляху. Сьогодні всім вищим тваринам для виживання потрібен кисень”, – розповідає Сара Херлі, провідний автор дослідження і науковий співробітник відділу геологічних наук і біохімії з Університету Колорадо в Боулдері (США).

На сьогоднішній день вчені не знають, що представляли собою ці основні мікроби, де вони мешкали і що викликало їх трансформацію. Але Сара Херлі та її колеги вважають, що вони наблизилися до відповіді, спираючись на дослідження природних та генетично модифікованих ціанобактерій. Команда повідомляє, що ці стародавні мікроби, можливо, вільно плавали у відкритому океані і нагадували сучасну форму життя, звану бета-ціанобактеріями.

Дихайте глибше
Ціанобактерії в даний час виробляють близько чверті кисню, що надходить зі Світового океану.

Один із секретів їх успіху може полягати в карбоксисомах-крихітних, вистелених білком відсіках, які плавають всередині всіх живих ціанобактерій. Ці кишені мають життєво важливе значення, дозволяючи мікробам концентрувати молекули вуглекислого газу в своїх клітинах.

“Здатність накопичувати вуглець дозволяє ціанобактеріям жити при дійсно низьких сучасних концентраціях вуглекислого газу в контексті історії землі”, – зазначили автори дослідження.

Вчені розкрили подробиці існування одноклітинних організмів в океані стародавньої Землі. ФОТО

Клітини ціанобактерій під мікроскопом. Credit: Josef Reischig

Однак до кисневої катастрофи все було по-іншому. Рівні вуглекислого газу в атмосфері були в 100 разів вище, ніж сьогодні, а кисень майже був відсутній. З цієї причини довгий час вважалося, що стародавні мікроорганізми обходилися без карбоксисом.

Воскресіння зомбі-мікробів
Команда вивчила два типи ціанобактерій, культивованих в середовищі, наближеному до умов стародавньої Землі. Першим видом були бета-ціанобактерії, які сьогодні поширені в океанах. Але вчені також додали новий поворот до дослідження. Вони спробували “воскресити” стародавню ціанобактерію, використавши генну інженерію для створення особливого типу мікроорганізмів, що не має карбоксисом.

Вчені розкрили подробиці існування одноклітинних організмів в океані стародавньої Землі. ФОТО

Зображення клітин ціанобактерій. Сучасна клітина (ліворуч) містить карбоксисоми, які концентрують ферменти (зелений колір), що переробляють вуглекислий газ. Клітина праворуч створена за допомогою генної інженерії, і, як вважалося, нагадує стародавні ціанобактерії, у яких відсутні карбоксисоми. Credit: Nicholas C. Hill and Jeffrey C. Cameron

Різні типи ціанобактерій воліють поглинати різні ізотопи атомів вуглецю. В результаті, коли вони ростуть, вмирають і розкладаються, організми залишають після себе різні хімічні ознаки в стародавніх осадових породах.

“Ми думаємо, що ціанобактерії з’явилися мільярди років тому. Тепер ми можемо зрозуміти, що вони робили і де мешкали, тому що у нас є записи про їх метаболізм», – пояснила Сара Херлі.

Але коли дослідники вивчили метаболізм вирощених ними культур, вони виявили дещо дивовижне: їх ціанобактерії-зомбі, схоже, не виробляли хімічну сигнатуру, яка відповідала б слідам ізотопів вуглецю, раніше спостережуваних в записах гірських порід. Фактично, найбільш ймовірно, що ці ознаки залишили саме бета-ціанобактерії, існуючі донині.

Іншими словами, команда, ймовірно, натрапила на живу копалину, яка ховалася у всіх на виду. І, за їхніми словами, очевидно, що ціанобактерії, що жили приблизно під час великої події оксигенації, дійсно мали структуру, схожу на карбоксисому. Вона могла допомогти клітинам захистити себе від зростаючої концентрації кисню в повітрі.

“Наша робота відкриває вікно в той час, коли на Землі правили одноклітинні організми. Тепер у нас є набагато краще уявлення про те, як виглядали стародавні ціанобактерії і де вони мешкали. А це означає, що ми можемо приступити до експериментів, які дозволять визначити, на що було схоже життя в океані 2 мільярди років тому», – уклали автори дослідження.

Ми вже повідомляли, що вчені розрахували, як зміниться Земля та як виглядатиме новий суперконтинент.

Ми раніше повідомляли, що історики розкрили деталі секретної операції нацистської Німеччини з вивчення Антарктики.

Також повідомлялося, що археологи знайшли в Аргентині секретний притулок, який, імовірно, призначався для керівників нацистської Німеччини.

Так само ми повідомляли про те, що вчені відкрили таємницю стародавнього зображення людей з головами буйволів в Африці.

Ми вже писали, що вчені розкрили таємницю невідомого космічного об’єкта за допомогою платформи розподілених обчислень Einstein@Home.

Останні новини

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Останні новини
Всі новини

Блоги