Περιεχόμενα
Κρυμμένοι σε κοινή θέα
Οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί πιστεύεται ότι χρονολογούνται πριν από 2 δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά οι επιστήμονες πίστευαν ότι έγιναν ευρέως διαδεδομένοι μόλις πριν από περίπου 800 εκατομμύρια χρόνια, δήλωσε ο Δρ Benjamin Nettersheim, ένας από τους πρώτους συγγραφείς της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Nature.
Ωστόσο, νέα ίχνη μορίων που πιθανώς παράγονται από ευκαρυωτικούς οργανισμούς είναι ηλικίας έως και 1,6 δισεκατομμυρίων ετών, γεγονός που δείχνει «ότι οι πρώιμοι ευκαρυώτες ήταν ήδη οικολογικά σημαντικοί για όλο αυτό το διάστημα», δήλωσε ο Nettersheim, ο οποίος είναι μεταδιδακτορικός ερευνητής στη γεωβιολογία στο MARUM Center for Marine. «Απλώς δεν είδαμε τα ίχνη τους μέχρι τώρα. Έχουν κάπως κρυφτεί σε κοινή θέα».
Τα στοιχεία αυτών των αρχαίων ευκαρυωτικών κυττάρων είχαν τη μορφή βιολογικών μορίων που παρήγαγαν. Οι σύγχρονοι οργανισμοί παράγουν μια σειρά βιομορίων υπογραφής, συμπεριλαμβανομένων των χοληστερολών.
Η χοληστερόλη είναι μια οργανική ένωση, ένα φυσικό στεροειδές. Η υπερβολική ποσότητα μπορεί να προκαλέσει προβλήματα υγείας όπως βουλωμένες αρτηρίες, αλλά είναι σημαντικό συστατικό των κυτταρικών μεμβρανών για όλους σχεδόν τους σύγχρονους ευκαρυώτες.
Οι χοληστερόλες είναι «πραγματικά σημαντικές για μεγάλο αριθμό φυσιολογικών λειτουργιών και επειδή αποτελούν μέρος της κυτταρικής μεμβράνης, οι οργανισμοί παράγουν σχετικά μεγάλο μέρος από αυτά τα είδη μορίων», είπε ο Nettersheim.
Στη νέα μελέτη, ο Nettersheim και ένας άλλος συγγραφέας, ο Jochen Brocks, βρήκαν μια ένωση που σχετίζεται με τη χοληστερόλη που φαινόταν να επιβεβαιώνει μια υπόθεση δεκαετιών σχετικά με την εξέλιξη των ευκαρυωτών.
Εύρεση αρχαίων μορίων
Ο επιστήμονας Konrad Bloch, ο οποίος κέρδισε το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής το 1964, παρατήρησε ότι καθώς οι σύγχρονοι ευκαρυώτες συνθέτουν τη χοληστερόλη, σχηματίζονται ορισμένες ενδιάμεσες οργανικές ενώσεις.
Υπέθεσε ότι στο βαθύ παρελθόν, κάθε μία από αυτές τις ενδιάμεσες ενώσεις ήταν ένα πλήρως λειτουργικό τελικό προϊόν των βιοσυνθετικών διεργασιών των πρώιμων οργανισμών.
Ωστόσο, ο Bloch πίστευε ότι κανείς δεν θα μπορούσε ποτέ να βρει απολιθώματα που να αποδεικνύουν ότι οι αρχαίες μορφές ζωής παρήγαγαν αυτά τα πλέον ενδιάμεσα βιομόρια.
Η πρόοδος στις βιοχημικές αναλύσεις επέτρεψε στους επιστήμονες να εντοπίσουν αρχαία μόρια που διατηρούνται στο αρχείο απολιθωμάτων, ιδιαίτερα σε παλαιά πετρώματα που δεν έχουν διαταραχθεί σχετικά από γεωλογικές διεργασίες.
Ίχνη αρχαίων βιομορίων στην Αυστραλία
Στη νέα μελέτη Nature, ο Nettersheim και οι συνεργάτες του, συμπεριλαμβανομένου του Brocks, καθηγητή γεωβιολογίας στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας, εξέτασαν πετρώματα από τον σχηματισμό Barney Creek της Αυστραλίας.
Προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι οι βράχοι Barney Creek, που είναι ηλικίας άνω του 1 δισεκατομμυρίου ετών, περιέχουν ίχνη αρχαίων βιομορίων. Αλλά «οι άνθρωποι δεν έψαξαν ποτέ, πραγματικά, για αυτούς τους αρχέγονους τύπους στεροειδών σε αυτά τα είδη βράχων», είπε ο Nettersheim.
Οι Nettersheim, Brocks και οι συνάδελφοί τους πραγματοποίησαν χημικές αναλύσεις πετρωμάτων από το Barney Creek, αναζητώντας τις πρόδρομες ουσίες της χοληστερόλης που ο Bloch προέβλεψε ότι θα είχαν κατασκευαστεί από πρώιμους ευκαρυώτες.
«Προς έκπληξή μας, στην πραγματικότητα τα βρήκαμε σε εκπληκτικά υψηλή αφθονία και όπου διατηρούνται βιοδείκτες σε αυτή τη χρονική περίοδο, βλέπουμε επίσης αυτά τα μόρια», είπε ο Nettersheim. «Τώρα μπορούμε να επιβεβαιώσουμε την υπόθεση Bloch».
Εξερευνώντας έναν χαμένο κόσμο ευκαρυωτών
Η παρουσία αυτών των πρωτοστεροειδών δείχνει ότι οι πρώιμοι ευκαρυώτες ήταν προσαρμοσμένοι σε έναν κόσμο πολύ διαφορετικό από τη σύγχρονη Γη. Υπάρχει πολύ περισσότερο οξυγόνο στην ατμόσφαιρα σήμερα από ό,τι πριν από 1,6 δισεκατομμύρια χρόνια και τα πρωτοστεροειδή μόρια που παρήγαγαν αυτοί οι πρώιμοι ευκαρυώτες απαιτούσαν λιγότερο οξυγόνο για να παράγουν από τις χοληστερόλες.
«Μπορεί να είναι πλεονέκτημα η χρήση αυτών των πιο αρχέγονων στερολών», είπε ο Nettersheim. Οι πρώτοι ευκαρυώτες «ήταν ήδη τέλεια προσαρμοσμένοι στις επικρατούσες οικολογικές συνθήκες».
Η Δρ Susannah Porter, καθηγήτρια και πρόεδρος του τμήματος επιστήμης της γης στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα, είπε: «Αυτό που μου αρέσει πολύ σε αυτή τη μελέτη είναι να σκέφτομαι να αναγνωρίσω ότι εξελίσσονται και οι βιοσυνθετικές οδοί».
Ωστόσο, η Porter, η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη, παραμένει προσεκτική δηλώνοντας ότι τα μόρια που βρέθηκαν σε αυτή τη μελέτη δημιουργήθηκαν πράγματι από πρώιμους ευκαρυώτες σε αντίθεση με άλλους αρχαίους οργανισμούς.
Αλλά ο Δρ Roger Summons, καθηγητής γεωβιολογίας στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης που επίσης δεν ασχολήθηκε με την εργασία, την αποκάλεσε «μία από τις πιο ενδιαφέρουσες μελέτες οργανικής γεωχημείας που έχω δει εδώ και πολλά χρόνια».
«Ο Konrad Bloch θα ήταν ευχαριστημένος αν ζούσε για να το δει αυτό, επειδή ο Brocks και οι συνεργάτες του επιβεβαίωσαν κομψά την πρόβλεψή του ότι οι βιοσυνθετικοί πρόδρομοι της χοληστερόλης αντικατοπτρίζουν την αναζήτηση της βιοχημείας για λειτουργική βελτιστοποίηση», είπε ο Summons.
Εν τω μεταξύ, ο Nettersheim είπε ότι το επόμενο βήμα για αυτόν και τους συναδέλφους του είναι να μελετήσουν περαιτέρω τον κόσμο που κατοικείται από αυτές τις αρχαίες μορφές ζωής «πυροβολώντας» λέιζερ σε μια λεπτή φέτα βράχου και χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες σχετικά με το πώς το φως αναπηδά από αυτό για να χαρτογραφήσει τις διάφορες χημικές ενώσεις. παρόν.
Billion-year-old rocks have revealed traces of ancient life "hidden in plain sight" https://t.co/Qcmgj1KqtA
— CNN (@CNN) June 12, 2023
*Με πληροφορίες από το CNN
