Зарождение многоклеточной жизни началось без кислорода — ученые

Зарождение многоклеточной жизни на Земле началось в бескислородной среде, предполагает новое исследование Университета Эксетера, 27 апреля сообщает Phys.org.

С 1960-х годов многие эксперты утверждали, что появление эукариот (клеток, содержащих четко очерченное ядро) произошло в ответ на насыщение кислородом земной поверхности. Но команда, возглавляемая университетами Стэнфорда и Эксетера, считает, что последние достижения в области наук о Земле и жизни бросают вызов этой точке зрения.

В их обзоре говорится, что эти прорывы «отделяют» появление эукариот (известное как эукариогенез) от повышения уровня кислорода и предполагают, что эукариоты на самом деле возникли в бескислородной среде в океане.

«Теперь мы можем независимо датировать эукариогенез и ключевые переходы в насыщении кислородом в истории Земли, — сказал доктор Дэниел Миллс из Стэнфордского университета. — Основываясь на ископаемых и биологических записях, сроки эукариогенеза не коррелируют с этими переходами кислорода в атмосфере (2,22 млрд лет назад) или в глубоком океане (0,5 млрд лет назад)».

Вместо этого эукариоты, несущие митохондрии, последовательно датируются периодом между этими двумя событиями оксигенации, во время интервала глубоководной аноксии и переменной оксигенации поверхностных вод, заявили ученые.

Появление митохондрий — являющиеся «электростанциями» для выработки энергии эукариотических клеток — теперь считается определяющим шагом в эукариогенезе. Митохондрии имеют ДНК, отличную от ДНК клеток, в которых они живут, и в новой статье рассматривается возможное происхождение этих симбиотических отношений.

«Открытие в 2015 году архей „Асгард“ (одноклеточных организмов) дает важную подсказку, — сказал доктор Миллс. — Эукариоты, несущие митохондрии, вероятно, возникли в результате слияния архей и бактерий, и ДНК современных архей Асгарда более тесно связана с ДНК, обнаруженной в ядрах эукариот сегодня, чем с другими археями. Это дополнительное доказательство того, что хозяин, который принял бактерию, был археоном».

Археи Асгарда живут в бескислородных океанских отложениях, и они могут жить в симбиозе с бактериями — возможно, та же ситуация, которая привела к «метаболическому взаимодействию», создавшему первые клетки эукариот.

Профессор Тим Лентон, директор Института глобальных систем Эксетера, сказал, что новые данные подтверждают «водородную гипотезу» (что митохондрии были приобретены в бескислородных условиях), впервые выдвинутую в 1998 году Биллом Мартином и Миклошем Мюллером.

«На самом деле митохондриальное аэробное дыхание, вероятно, появилось позже, получив глобальное распространение только за последний миллиард лет, когда атмосферный кислород приблизился к современному уровню», — сказал он.