Evolúcia naruby – život na Zemi sa začal komplikovať extrémne skoro, atmosféra nemala kyslík

Komplexný život na Zemi začal podľa najnovších zistení vznikať oveľa skôr, než predpokladali tradičné evolučné scenáre. Tím paleobiológov a molekulárnych evolucionistov ukázal, že prvé genetické znaky smerujúce k eukaryotickej bunke sa objavili už približne pred tromi miliardami rokov. Ak je tento výsledok správny, znamená to zásadnú revíziu časovej osi, pretože väčšina doterajších odhadov predpokladala začiatok eukaryotického vývoja až o takmer miliardu rokov neskôr, píše ScienceAlert.

Atmosféra bola nehostinná

Najväčšie prekvapenie spočíva v tom, že komplexný organizovaný život začal naberať smer v období, keď atmosféra takmer neobsahovala kyslík. To je dôležité, pretože dnešné eukaryoty sú závislé od metabolických procesov náročných na energiu, ktoré by bez kyslíka nemohli fungovať v rozsahu známeho biosférického bohatstva.

Výskumníci analyzovali státisíce génových sekvencií a opreli ich o fosílne dôkazy. Pomocou molekulárnych hodín vytvorili časovo kalibrovaný evolučný strom, ktorý umožnil presnejšie určiť poradie vývoja eukaryotických znakov. Ich model ukazuje, že kľúčové prvky eukaryotickej bunky vznikali postupne a rozsiahlo predchádzali vzniku mitochondrií.

Výsledky naznačujú, že prvé náznaky cytoskeletu a predjadrovej štruktúry sa objavili ešte pred koncom archaika. Aktínové a tubulínové proteíny, ktoré dnes tvoria základ vnútornej architektúry bunky, sa podľa analýzy objavili už približne pred dvomi celými deviatimi až tromi miliardami rokov. Nasledoval vznik zložitejších membránových systémov a prvých organel podobných Golgiho aparátu, ktoré naznačujú rastúcu internalizáciu biochemických procesov.

Pomôžu v hľadaní mimozemského života

Mitochondrie vstúpili do deja až podstatne neskôr, zhruba pred dvomi celými dvoma miliardami rokov. Tento časový údaj sa zhoduje s nástupom prudkého zvýšenia koncentrácie kyslíka v atmosfére, teda s takzvanou Veľkou oxidačnou udalosťou. Zdá sa, že eukaryoty mali základy komplexnej vnútornej stavby už dávno predtým, než získali svoj najdôležitejší energetický aparát. Až nárast atmosférického kyslíka umožnil ich skutočný evolučný rozmach, pretože mitochondriálny metabolizmus dokáže z molekuly glukózy získať rádovo viac energie než anaeróbne procesy.

Freepik

Súčasné poznatky čoraz viac podporujú predstavu, že prvé eukaryotické bunky vznikli z archeálnych predkov, ktorí už disponovali základmi pre komplexnejšiu vnútornú organizáciu. Zavedenie mitochondrií nebolo podľa tohto scenára spúšťacím mechanizmom komplexity, ale skôr neskorším vylepšením energetického systému, ktoré umožnilo prechod k veľkým a veľmi aktívnym bunkám.

Dôsledky týchto zistení sú významné aj pre chápanie raných podmienok na Zemi. Ak mal komplexný život viac ako miliardu rokov na nenápadný vývoj, mohlo to prispieť k rýchlejšiemu neskoršiemu rozšíreniu eukaryotických foriem a k formovaniu diverzity, ktorú dnes poznáme. Zároveň to naznačuje, že vznik komplexného života nemusí byť tak vzácnym javom, ako sa často predpokladalo. Ak sa jeho základy môžu začať formovať aj v prostredí minimálneho kyslíka, podobný proces by mohol prebiehať aj na iných planétach s archeálnym typom biosféry.

Čítajte viac z kategórie: Novinky