Ученые обнаружили, что предок всей сложной жизни любил кислород

Ученые из Техасского университета в Остине представили исследование, которое может разрешить давнюю загадку происхождения сложной жизни. Согласно общепринятой теории, эукариоты (растения, животные, грибы) возникли в результате слияния двух разных микроорганизмов. Однако оставался вопрос: как они встретились, если один нуждался в кислороде, а другой, как считалось, жил только в бескислородной среде?

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что группа микробов-архей Asgard, считающихся ближайшими родственниками предков сложной жизни, на самом деле могла переносить или даже использовать кислород. Это противоречит прежним представлениям, что все Asgard живут в бескислородных глубинах океана.

«Оказывается, те [археи Asgard], которые наиболее близки к эукариотам, живут в местах с кислородом, например, в мелководных прибрежных отложениях, и у них много метаболических путей, использующих кислород. Это говорит о том, что наш эукариотический предок, вероятно, тоже обладал этими процессами», — объяснил профессор морских наук Бретт Бейкер.

Открытие хорошо согласуется с геологическими данными о Великом кислородном событии, когда уровень кислорода в атмосфере резко вырос около 1,7 миллиарда лет назад. Вскоре после этого в летописи окаменелостей появляются первые эукариоты.

Исследователи проанализировали более 13 000 новых микробных геномов, почти удвоив известное генетическое разнообразие архей Asgard. Особое внимание уделялось группе Heimdallarchaeia, наиболее близкой к эукариотам. С помощью искусственного интеллекта AlphaFold2 ученые сравнили структуры их белков, участвующих в кислородном метаболизме, с белками эукариотических клеток и обнаружили поразительное сходство.

Это укрепляет теорию о том, что симбиоз между археей Asgard и альфа-протеобактерией, приведший к появлению митохондрий и сложной жизни, произошел в среде, где уже присутствовал кислород.

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как современные технологии, такие как массовое секвенирование и ИИ-анализ белковых структур, позволяют заглянуть в далекое прошлое и проверить фундаментальные гипотезы о происхождении жизни на Земле. Открытие «кислородолюбивых» предков переворачивает наши представления об условиях, в которых зародилась вся сложная жизнь.