Poznámka redakcie: Prihláste sa na odber vedeckého bulletinu CNN Wonder Theory. Preskúmajte vesmír so správami o úžasných objavoch, vedeckých pokrokoch a ďalších.
CNN
–
Rastliny, riasy, huby a zvieratá – vrátane ľudí – sú všetky eukaryoty: formy života so zložitými bunkami, ktoré obsahujú jadro.
Nedávny objav organických zlúčenín v starých horninách v Austrálii pomáha objasniť ranú históriu eukaryotov, čo naznačuje, že táto skupina bola podľa novej štúdie už pred viac ako 1 miliardou rokov.
Predpokladá sa, že eukaryoty sú staré 2 miliardy rokov, ale vedci sa domnievali, že sa rozšírili až pred 800 miliónmi rokov, povedal Dr. Benjamin Nittersheim, jeden z prvých autorov štúdie. Štúdia publikovaná v Nature.
Novoobjavené stopy molekúl potenciálne produkovaných eukaryotmi sú však staré až 1,6 miliardy rokov, čo naznačuje, že „prvé eukaryoty boli celý ten čas skutočne ekologicky dôležité,“ povedal Nittersheim, postdoktorandský výskumník v biológii.Geologický prieskum v Marom Marine Center. Environmentálne vedy, Univerzita v Brémach, Nemecko. „Ešte sme ich stopy nevideli. Len boli akosi skryté na očiach.“
F. Descamps / Marom / Univerzita v Brémach
Dr. Benjamin Nettersheim skúma primárne a molekulárne mapy s vysokým rozlíšením 1,64 miliardy rokov starých vzoriek hornín analyzovaných v Geobiologickom molekulárnom Imaging Laboratory v Marom.
Dôkazy o starovekých eukaryotoch mali formu biologických molekúl, ktoré produkovali. Moderné eukaryoty produkujú množstvo odlišných biomolekúl, vrátane cholesterolu.
Cholesterol je organická zlúčenina, ktorá je prirodzene sa vyskytujúcim steroidom. Príliš veľa môže spôsobiť zdravotné problémy, ako sú upchaté tepny, ale je dôležitou súčasťou bunkových membrán takmer všetkých moderných eukaryotov. Cholesterol je „naozaj dôležitý pre obrovské množstvo fyziologických funkcií a keďže je súčasťou bunkovej membrány, organizmy produkujú relatívne veľa týchto typov molekúl,“ povedal Nettersheim.
V novej štúdii Nittersheim a ďalší spoluprvý autor, Jochen Brooks, našli zlúčeninu spojenú s cholesterolom, ktorá zrejme potvrdzuje desaťročia starú hypotézu o vývoji eukaryotov.
Vedec Konrad Bloch, ktorý v roku 1964 získal Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu, poznamenal, že zatiaľ čo moderné eukaryoty syntetizujú cholesterol, tvoria sa niektoré prechodné organické zlúčeniny. Predpokladajme, že v hlbokej minulosti bola každá z týchto medziproduktov plne funkčným konečným produktom biosyntetických procesov raných organizmov. Bloch však veril, že nikto nikdy nebude schopný nájsť fosílne dôkazy, ktoré by dokázali, že staroveké formy života produkovali tieto prechodné biomolekuly teraz.
Pokroky v biochemických analýzach umožnili vedcom identifikovať staré molekuly zachované vo fosílnych záznamoch, najmä v starých horninách, ktoré boli relatívne neovplyvnené geologickými procesmi.
V novej štúdii Nature Nuttersheim a kolegovia vrátane Brooksa, profesora geobiológie na Austrálskej národnej univerzite, skúmali horniny z austrálskeho súvrstvia Barney Creek.
Predchádzajúce štúdie preukázali, že horniny Barney Creek, ktoré sú staré viac ako miliardu rokov, obsahujú stopy starých biomolekúl. „Ľudia v skutočnosti nehľadali tieto primitívne typy drog v týchto druhoch skál,“ povedal Nittersheim.
Nittersheim, Brooks a ich kolegovia vykonali chemické analýzy hornín z Barney Creek a hľadali prekurzory cholesterolu, o ktorých Bloch predpovedal, že ich mohli vyrobiť skoré eukaryoty.
„A na naše prekvapenie sme ich skutočne našli v prekvapivo vysokom množstve a všade, kde máme biomarkery zachované na toto časové obdobie, vidíme aj tieto molekuly, “ povedal Nittersheim. „Teraz môžeme potvrdiť Blochovu hypotézu.“
Prítomnosť týchto protosteroidov naznačuje, že skoré eukaryoty sa prispôsobili svetu veľmi odlišnému od modernej Zeme. Dnes je v atmosfére oveľa viac kyslíka ako pred 1,6 miliardami rokov a molekuly protosteroidov produkované skorými eukaryotmi vyžadujú na svoju produkciu menej kyslíka ako cholesterol.
„Môže byť prospešné použiť tieto primárne steroly,“ povedal Nettersheim. Skoré eukaryoty „už boli dobre prispôsobené prevládajúcim podmienkam prostredia.“
„Na tejto štúdii sa mi naozaj páči premýšľanie o uvedomení si, že biosyntetické cesty sa tiež vyvíjajú,“ povedala Dr. Susanna Porter, profesorka a vedúca Katedry geovied na Kalifornskej univerzite v Santa Barbare.
Porter, ktorý sa na štúdii nezúčastnil, však zostáva opatrný pri vyhlasovaní, že molekuly v tejto štúdii skutočne vytvorili skoré eukaryoty na rozdiel od iných starovekých organizmov.
Ale Dr. Roger Summons, profesor geogeológie na MIT, ktorý sa tiež nezúčastnil na práci, ju nazval „jednou z najzaujímavejších štúdií organickej geochémie, aké som za niekoľko rokov videl.“
„Konrad Bloch by bol rád, že sa toho dožil, pretože Brooks a kolegovia elegantne potvrdili jeho predpoveď, že syntetické prekurzory cholesterolu odrážajú biochemické hľadanie funkčného zlepšenia,“ povedal Sumons.
Medzitým Nettersheim povedal, že ďalším krokom pre neho a jeho kolegov je študovať svet obývaný týmito starodávnymi formami života vystreľovaním laserov na tenký plátok kameňa a využitím informácií o tom, ako sa svetlo od neho odráža, na mapovanie rôznych chemických látok. zlúčeniny. Súčasnosť.
„Dúfame, že nám to pomôže ďalej obmedziť, kde, kedy a za akých podmienok sa darilo našim skorým eukaryotickým predkom,“ povedal.
„Organizátor. Spisovateľ. Zlý kávičkár. Evanjelista všeobecného jedla. Celoživotný fanúšik piva. Podnikateľ.“
