Ученые Утрехтского университета в Нидерландах и Института биомедицинских исследований в Барселоне (Испания) пересмотрели механизм возникновения первых эукариотических организмов - оказалось, что эволюция от простых бактериальных клеток до сложных эукариотических клеток шла иначе, чем считалось ранее.
Свои выводы исследователи представили в статье, опубликованной в журнале Nature Ecology & Evolution, пресс-служба Утрехтского университета.
Как пишут авторы научной работы, первая клетка, которая обзавелась митохондриями (ее называют LECA — last eukaryotic common ancestor, или «последний общий предок эукариот») уже обладала структурой и функциями эукариотической клетки. Ранее считалось, что именно приобретение митохондрий являлось ключевым шагом в развитии сложности живых организмов (все многоклеточные организмы являются эукариотами). Чтобы выяснить, какие изменения на самом деле способствовали возникновению эукариотической клетки, исследователи проанализировали геномы современных видов и реконструировали эволюцию ДНК.
Оказалось, что прокариоты усложнились через генетические мутации, дупликации (удвоение генетического материала) и приобретение генов через горизонтальный перенос (от клетки к клетке). Ученые выяснили, что путем дупликаций геном прокариот увеличился в два раза. Расширились семейства генов, таких как ГТФазы, кинезины и белки, покрывающие везикулы (внутриклеточные пузырьки). В результате прокариоты обзавелись сложной внутриклеточной сигнальной сетью, системой транспортировки везикул и развитым цитоскелетом.
Согласно результатам исследования, древние археи, родственные недавно открытому надтипу Asgard, завели внутренних симбионтов, относящихся к альфапротеобактериям и позднее превратившихся в митохондрии. По мнению ученых, именно усовершенствованный цитоскелет и система транспортировки могли позволить клеткам поглотить будущие митохондрии через примитивный фагоцитоз. В свою очередь, митохондрии снабжали клетки избытком энергии, которая шла на дальнейшее усложнение живых организмов.
"Acquiring the mitochondria was neither prologue nor finale of the eukaryotic evolution, but rather an important plot twist in-between", says @JulianVosseberg. https://t.co/VnKnUWUtTl @UtrechtUni @UtrechtLS
— Faculty of Science, Utrecht University (@UUBeta) October 30, 2020
Как сообщал Realist, ученые из Японии и Китая показали, что эволюция ранней жизни на Земле гораздо сложнее, чем считалось раньше.
