Naukowcy długo zastanawiali się, jak i kiedy nastąpiła ewolucja prokariontów w eukarionty. Wspólny zespół badawczy z Tohoku University i University of Tokyo mógł dostarczyć odpowiedzi po odkryciu nowych typów mikroskamieniałości sprzed 1,9 miliarda lat.
Szczegóły ich odkryć zostały opublikowane w czasopiśmie Badania prekambryjskie 19 sierpnia 2022 r.
Formacja Gunflint przemierza północną część Minnesoty do Ontario, wzdłuż północno-zachodnich brzegów Jeziora Górnego. Pierwsze mikroskamieniałości bakteryjne odkryto tam w 1954 r., a mikroskamieniałości Gunflint są obecnie uznawane za „standard” w dziedzinie ewolucji życia.
Jednak od lat 70. przeprowadzono niewiele badań nad różnorodnością mikroskamieniałości Gunflint i nie zgłoszono żadnych rozstrzygających dowodów na istnienie mikroskamieniałości eukariotycznych.
W celu ponownej oceny mikroskamieniałości zespół badawczy przeprowadził badania geologiczne formacji Gunflint i zebrał skały zawierające mikroskamieniałości. Po zbadaniu trójwymiarowego kształtu i rozkładu wielkości mikroskamieniałości odkryli pięć typów mikroskamieniałości: kolonialne, elipsoidalne, wewnątrzkomórkowe z inkluzjami (ICI) oraz gatunki kolczaste i ogonowe.
„Nowe odkrycia są bardziej skuteczne” – powiedział kierownik zespołu Kohei Sasaki, pracownik naukowy na Uniwersytecie Tohoku. „Owalne mikroskamieniałości są podobne do współczesnych sinic, które ewoluowały, aby poprawić swoją tolerancję na trudne warunki; podczas gdy analiza chemiczna wykazała, że mikroskamieniałości ICI były pełne składników odżywczych”.
Wskazuje to, że mikroorganizmy wyewoluowały, aby przechowywać składniki odżywcze, które są w stanie wytrzymać stres środowiskowy.
W międzyczasie gatunek spinytail wykazał korzystne cechy lokomocji i międzykomórkowego transportu składników odżywczych, co jest cechą morfologiczną typową dla eukariontów.
„Chociaż komórki prokariotyczne są z definicji duże, rozwinęły już funkcje eukariotyczne” – dodał Sasaki. Sugeruje to, że prokarionty mogły zacząć różnicować swoje funkcje i przygotowywać się do ewolucji, zanim eukarionty pojawiły się 1,8-1,6 miliarda lat temu.
Zespół spekuluje, że unikalne środowisko w tamtym czasie ułatwiało rozbieżną ekspansję form drobnoustrojów. Zderzenie mas lądowych przyspieszyło procesy wietrzenia oksydacyjnego ze świeżego kontynentu do oceanu. Zwiększyło to zapasy składników odżywczych i podniosło temperaturę wody morskiej, czyniąc środowisko morskie niestabilnym.
„W tych warunkach mikroorganizmy mogły zdywersyfikować swoją morfologię jako strategię przetrwania, torując drogę ewolucji eukariontów” – kontynuował Sasaki.
To przełomowe odkrycie Sasaki i jego zespołu pomoże naukowcom określić czas i czynniki, które doprowadziły do ewolucji prokariontów w eukarionty, zapewniając nie tylko znaczenie geologiczne, ale także pomoc w naukach przyrodniczych i biologii ewolucyjnej.
Źródło historii:
Materiały Wstęp do Uniwersytet Tohoku. Uwaga: Treść można modyfikować zgodnie ze stylem i długością.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
