Noi indicii despre originea formelor de viață complexe

Cum au apărut organismele complexe de pe Pământ? Aceasta este una dintre marile întrebări deschise în biologie. O colaborare între grupurile de lucru ale Christa Schleper de la Universitatea din Viena și Martin Pilhofer de la ETH Zurich a făcut un pas mai aproape de răspuns.

Cercetătorii au reușit să cultive un arheon special și să îl caracterizeze mai precis cu ajutorul metodelor microscopice. Acest membru al arheei Asgard prezintă caracteristici celulare unice și poate reprezenta o „verigă lipsă” evolutivă către forme de viață mai complexe, cum ar fi animalele și plantele.

• Ce se întâmplă în creierul oamenilor care folosesc Inteligența Artificială în fiecare zi?
• De ce unii oameni dispar fără explicații (ghosting explicat științific)

Studiul a fost publicat în jurnalul Nature.

Toate formele de viață de pe Pământ sunt împărțite în trei domenii majore: eucariote, bacterii și archaea. Eucariotele includ grupurile de animale, plante și ciuperci.

Celulele lor sunt, de obicei, mult mai mari și, la prima vedere, mai complexe decât celulele bacteriilor și archaea. Materialul genetic al eucariotelor, de exemplu, este împachetat într-un nucleu celular, iar celulele au, de asemenea, un număr mare de alte compartimente, scrie EurekAlert.

Archaea Asgard, cultivată din sedimente marine

Forma celulei și transportul în interiorul celulei eucariote se bazează, de asemenea, pe un citoschelet extins. Dar cum s-a produs saltul evolutiv către celule eucariote atât de complexe?

Majoritatea modelelor actuale presupun că archaea și bacteriile au jucat un rol central în evoluția eucariotelor. Se crede că o celulă eucariotă primordială ar fi evoluat dintr-o simbioză strânsă între archaea și bacterii în urmă cu aproximativ două miliarde de ani. În 2015, studii genomice ale unor mostre de mediu din adâncurile marine au descoperit grupul așa-numitelor „archaea Asgard”, care în arborele vieții reprezintă cele mai apropiate rude ale eucariotelor. Primele imagini ale celulelor Asgard au fost publicate în 2020 din culturi de îmbogățire realizate de un grup japonez.

Grupul de lucru al lui Christa Schleper de la Universitatea din Viena a reușit acum, pentru prima dată, să cultive un reprezentant al acestui grup în concentrații mai mari. Aceasta provine din sedimente marine de pe coasta Piran, Slovenia, dar este, de asemenea, un locuitor al Vienei, de exemplu, în sedimentele de mal ale Dunării.

Un eveniment important și spectaculos din istoria vieții

Datorită creșterii sale până la densități mari de celule, acest reprezentant poate fi studiat deosebit de bine. ,,A fost foarte complicat și laborios să obținem acest organism extrem de sensibil într-o cultură stabilă în laborator”, relatează Thiago Rodrigues-Oliveira, postdoctorand în cadrul grupului de lucru Archaea de la Universitatea din Viena și unul dintre primii autori ai studiului.

Succesul remarcabil al grupului vienez de a cultiva un reprezentant Asgard foarte îmbogățit a permis, în cele din urmă, o examinare mai detaliată a celulelor prin microscopie. Cercetătorii ETH din grupul lui Martin Pilhofer au folosit un microscop crio-electronic modern pentru a face fotografii ale celulelor congelate prin șoc.

Celulele conțin, de asemenea, o rețea extinsă de filamente de actină despre care se crede că este unică pentru celulele eucariote. Acest lucru sugerează că structurile citoscheletice extinse au apărut în archaea înainte de apariția primelor eucariote și alimentează teoriile evoluționiste în jurul acestui eveniment important și spectaculos din istoria vieții.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Istoria apei de pe Marte dezvăluie cum viața ar fi putut exista, de fapt, pe Planeta Roșie

MeerKAT, radiotelescopul impresionant care ajută omenirea să caute viața extraterestră

Cercetătorii au descoperit că viața ar putea înflori sub gheața din Antarctica. Cum este posibil?

Unele dintre cele mai vechi semne de viață de pe Pământ, descoperite în Australia