Badania pozwalają lepiej zrozumieć, jak miliardy lat temu z prostych, mikrobialnych przodków, ewoluowały złożone komórki, do których należą rośliny, grzyby oraz zwierzęta, w tym również człowiek.
“Udało nam się odkryć mikroorganizm, który można opisać jako brakujące ogniwo w ewolucji złożonych komórek. Wszystkie książki do biologii zaczynają się od rysunków prostej komórki bakteryjnej i złożonej komórki roślinnej czy zwierzęcej. Mówiąc w skrócie, my mamy coś pomiędzy nimi” – poinformowała jedna z autorek publikacji, badaczka ewolucji mikroorganizmów pracująca na uniwersytecie w Uppsali, Katarzyna Zaremba-Niedźwiedzka.
Komórka jest podstawową cegiełką budulcową wszystkich organizmów na naszej planecie. Komórki mikrobialne są małe i o prostej budowie, zaś komórki, z których zbudowane są większe organizmy, takie jak rośliny i zwierzęta, są dużo większe i bardziej skomplikowane. Powstanie tych złożonych komórek długi czas było dla naukowców zagadką.
Archeony, czyli nowa gałąź drzewa życia
Grupa badaczy z Uniwersytetu w Uppsali (Szwecja), we współpracy z naukowcami z uniwersytetów w norweskim Bergen oraz specjalistami z Wiednia odkryła teraz nowy mikroorganizm – archeona, który stanowi brakujące ogniwo w ewolucji złożonych komórek z prostych form.
Archeony odkrył w latach 70. znany biolog Karl Woese. Wykazał on, że istnieje nowa, zupełnie nieznana dotąd grupa mikroorganizmów, tworząca oddzielną gałąź drzewa życia. Jego odkrycie było całkowitym zaskoczeniem dla naukowców. Komórki archeonów były małe i nieskomplikowane, w czym przypominały bakterie, ale okazały się bliżej spokrewnione z organizmami posiadającymi złożony typ komórek, tzw. eukariotami.
Teraz w artykule opublikowanym w tym tygodniu w Nature, badacze z Uniwersytetu w Uppsali w Szwecji, wraz ze współpracownikami z uniwersytetów w Bergen i w Wiedniu, opisują odkrycie nowej grupy archeonów, Lokiarchaeota (w skrócie “Loki”), które okazują się brakującym ogniwem w ewolucji eukariotów.
“Zagadka pochodzenia komórki eukariotycznej jest niezwykle skomplikowana, nadal brakuje wielu elementów układanki. Mieliśmy nadzieję, że Loki uchyli rąbka tajemnicy, ale kiedy uzyskaliśmy pierwsze wyniki, nie mogliśmy uwierzyć własnym oczom. Dane były po prostu spektakularne” – cieszy się kierujący zespołem badawczym Thijs Ettema z Wydziału Biologii Komórki i Biologii Molekularnej Uniwersytetu w Uppsali.
Podręcznik biologii do rewizji
“Badając genom Loki uświadomiliśmy sobie, że stanowi on pośrednią formę między prostymi komórkami bakterii i złożonymi komórkami organizmów eukariotycznych” – mówi Thijs Ettema.
Kiedy genom Loki umieszczono w drzewie pokrewieństw, interpretacja się potwierdziła. “Okazało się, że Loki zawiera wiele genów, które występują tylko u eukariotów, co sugeruje, że złożoność komórkowa pojawiła się na wczesnym etapie ewolucji organizmów eukariotycznych” – tłumaczy pierwsza autorka publikacji, Anja Spang z uppsalskiego uniwersytetu. Nazwa Lokiarchaeota pochodzi od niegościnnej okolicy, w której znaleziono ten organizm, na głębokości 2 352 m, niedaleko Zamku Loki (Loki’s Castle) pomiędzy Grenlandią i Norwegią.
Naukowcy chcą teraz dowiedzieć się więcej o tym, jak powstały złożone komórki eukariotyczne. “W pewnym sensie jesteśmy dopiero na początku drogi. Jest jeszcze dużo do odkrycia i jestem przekonany, że będziemy zmuszeni zrewidować podręczniki biologii w najbliższej przyszłości” – podsumowuje naukowiec.