На западном побережье Австралии, в заливе Шарк-Бей (Гатаагуду), лежит уникальное окно в глубокое прошлое планеты. Это строматолиты и микробные маты — на первый взгляд, просто скопление камней и слизи. Но внутри них кипит жизнь, а сами они являются живыми реликвиями древнейших экосистем, существовавших миллиарды лет назад. Именно такие структуры, как считают ученые, начали наполнять атмосферу Земли первым кислородом, сообщает Рhys Оrg.
Какие еще тайны хранят эти «живые камни»? Недавно международная команда исследователей совершила там открытие, проливающее свет на одну из главных загадок эволюции: происхождение сложной жизни. Речь идет об археях Асгарда — удивительной группе микробов, названных в честь скандинавских богов. Согласно современным данным, именно они являются ближайшими родственниками эукариот, то есть сложных клеток, из которых состоят все растения, животные и грибы. Ученые полагают, что первый эукариотический организм возник из древнего симбиоза между археей Асгарда и бактерией.
Но как именно выглядел этот судьбоносный союз? Чтобы это выяснить, исследователи использовали микробные маты Шарк-Бей в качестве исходного материала для культивирования этих крайне прихотливых микроорганизмов. Усилия увенчались успехом: ученым удалось вырастить архей Асгарда, и обнаружились они не в одиночестве, а в компании бактерии, питающейся сульфатами.
Это навело на мысль о возможной модели древнего партнерства. Для проверки гипотезы специалисты провели секвенирование ДНК и использовали искусственный интеллект для моделирования поведения белков. Анализ показал, что микробы, вероятно, обменивались питательными веществами, то есть сотрудничали.
Чтобы увидеть это взаимодействие воочию, ученые применили метод электронной криотомографии, позволяющий получать изображения клеток в нанометровом масштабе. И здесь их ждало главное открытие: два микроорганизма были соединены между собой сетью крошечных нанотрубок. Это стало первым прямым свидетельством физической связи между археей Асгарда и бактерией — возможным отголоском того древнего «рукопожатия», которое привело к взрывному развитию всей сложной жизни.
Открытие было сделано в Гатаагуду — объекте Всемирного наследия, имеющем огромную экологическую и культурную ценность для коренных народов, живущих здесь более 30 000 лет. В знак уважения к этому наследию и для осмысленной связи науки с традиционными знаниями, новый вид архей получил имя на языке народа малгана — Nerearchaeum marumarumayae. Видовое название означает «древний дом», что символизирует и древность строматолитов, и сам залив как дом для уникальной жизни.
Это исследование — взгляд в наше общее прошлое, где далекие семейства микробов преодолели разрыв, чтобы объединиться. Их союз положил начало эволюционной ветви, которая в итоге привела и к появлению человека. Однако место, где была найдена эта подсказка, сегодня находится под угрозой из-за изменения климата и деятельности человека, напоминая о хрупкости как древних экосистем, так и самой истории жизни.
Итоги работы обнародованы в статье в журнале Current Biology.
Изображение на обложке: микробный мат из Гатаагуду (Шарк-Бей, Австралия). Вставка: микроскопическое изображение, показывающее взаимодействие археи Асгарда и бактерии, происходящих из этих матов, в качестве модели эволюции сложных клеток. Авторы: Иэн Даггин/Биндусмита Пол/Дебнат Госал/Мэтью Джонсон/Брендан Бернс / phys.org
