Pronađen drevni organizam iz kojeg su potekli svi složeni organizmi. Ima neobično ime – Asgard.
Ljudi, životinje i biljke – svi složeni oblici života porelom su u nekom smislu Asgarđani, pokazalo je novo naučno istraživanje.Naime, nova studija, objavljena u časopisu Nature, utvrdila je da je najraniji zajednički predak svih složenih organizama, eukariota, drevni jednoćelijski organizam nazvan Asgard Archaea.
Arheje su mikroskopski organizmi koji pripadaju jednoj od tri glavne oblasti života na Zemlji, a karakterišu ih jednostavne ćrlije bez jedra. Druge dve su bakterije i eukarioti koji imaju složenije ćelije, a mogu biti jednoćelijski i višećelijski.Zahvaljujući mikroskopiji, rani biolozi bili su u mogućnosti napraviti tek binarnu podelu organizama na eukariote i bakterije. Eukarioti su imali velike, kompleksne ćelije sa unutrašnjim odeljcima, dok su bakterije, uglavnom, bile jednostavne i bez osobitih odlika.To je nametnulo pitanje: kako je došlo do ogromnog skoka u složenosti organizama?
Sekvenciranje DNK pružilo je neke naznake odnosa među različitim granama na stablu života. No tek 2016. u hidrotermalnom izvoru u arktičkom krugu Atlantskog oceana, poznatom kao Lokijev dvorac (prema nordijskom bogu Lokiju), pronađeni su organizmi koji su dobili ime lokiarheje. Nakon tog otkrića istraživači su upotrebili genom lokiarheja da bi pronašli veliku grupu srodnih vrsta koje su nazvali Asgard Archaea. Genetski gledano, ti organizmi su najbliži srodnici složenih ćelija. Pokazalo se da su im toliko bliski da bi svi organizmi sa složenim ćelijama na stablu života mogli biti jedna grana ove grupe.
Otkriće pomenutih mikroorganizama pružilo je nov uvid u evolucionu povest života na Zemlji, pa su naučnici nazivom Asgard, pored ostalog, hteli ukazati na njihovu važnost i jedinstvenost.Šta je Asgard?Asgard je u nordijskoj mitologiji zamišljen kao grandiozan, prelep grad smešten na nebu.U njemu prebivaju nordijski bogovi kao što su Odin, Tor, Freja i Loki, a on je mostom Bifrost povezan s Midgardom, svetom ljudi i drugim svetovima. Prilično prikladno za ovu evolucijsku priču.
Istraživači do sada nisu precizno utvrdili zajedničkog pretka složenih organizama eukariota, niti mogu tačno znati kako su i zašto od jednoćelijskih organizama nastali višećelijski. Za potonje postoje razne teotije. Primerice, prema prvoj, teoriji o prednosti saradnje, višećelijski organizmi nastali su zbog prednosti koju nosi udruživanje, specijalizacija i saradnja više ćelija. Prema drugoj, teoriji o evolucijskoj prednosti, višećelijski organizmi imali su veću sposobnost prilagođavanja na različite uslove okoline, veću otpornost na stres i veću efikasnost u iskorišćavanju resursa.
Teorija postoji više, a moguće je da je više njih tačno.
Procenjuje se da su se najstariji eukarioti koji su do danas otkriveni razvili pre oko dve milijarde godina, što ukazuje na to da su pre toga postojale samo različite vrste mikroorganizama.„Koji su se događaji odvijali da su mikroorganizmi evoluirali u eukariote?” pita koautor nove studije Bret Bejker, profesor integrativne biologije i morskih Univerzitetu u Ostinu (SAD). „To je krupn pitanje. Pronalazak ovog zajedničkog pretka važan je korak u razumevanju odgovora”, istakao je on za SciTechDaily.
U novom istraživanju tim pod vodstvom Tijsa Etema sa Univerziteta Vageningen u Holandiji utvrdio je da je među svim mikrobima najbliži rođak svim kompleksnim oblicima života na stablu života red nazvan Hodarchaeales (ili ukratko u množini hodi).Hodi, koji se mogu pronaći u morskim sedimentima, jedna su od nekoliko podgrupa unutar veće grupe arheja asgard.
Arheje asgard evoluirale su pre više od dve milijarde godina, a njihovi potomci još žive na Zemlji. Neke su otkrivene u sedimentima dubokog mora i u termalnim izvorima širom sveta, no do sada su samo dve vrste uspešno odgajene u laboratoriji. Da bi ih što više i što bolje identifikovali i istražili, naučnici su se potrudili da prikupe njihov genski materijal iz okoline i zatim da sastave njihove genome. Na temelju genskih sličnosti s drugim organizmima koji se mogu uzgajiti i proučiti u laboratoriji, nastoje razumeti metabolizam i druge osobine asgarda.
„Zamislite vremensku mašinu, a da ne služi da biste istražili eru dinosaura ili drevnih civilizacija, već da biste duboko zaronili u metaboličke reakcije koje su mogle pokrenuti početak kompleksnog života”, rekla je Valeri de Anda, istraživačica koja radi u Bejkerovoj laboratoriji. „Umesto fosila ili drevnih artefakata, posmatramo genske nacrte modernih mikroba da bismo rekonstruisali njihovu prošlost.”
U svojem istraživanju tim je proširio poznatu genomsku raznolikost arheja asgard, dodavši na listu za modelovanje više od 50 dosad neopisanih genoma. Analiza je pokazala da je predak svih modernih arheja asgard, verovatnom živeo u vrućim sredinama i da je za život koristio ugljen-dioksid i neke druge hemikalije.S druge strane, hodi, koji su bliže povezani s eukariotima, metabolički su sličniji nama, koriste ugljenik i žive u hladnijim uslovma. „To je zaista uzbudljivo jer prvi put gledamo molekularne nacrte pretka koji je predstavljao početak prvih eukariotskih ćelija”, dodala je De Anda.
Bret Bejker smatra da ima smisla da su od svih arheja upravo one iz grupe Asgard bile preteče eukariota. Naime, poput eukariota, njeni pripadnici u svojim genomima imaju mnogo gena s više kopija. Naučnici su ranije uočili da su kod eukariota, nakon udvostručenja gena, nove kopije često preuzimale nove funkcije, dajući organizmima nove sposobnosti, što je bio jedan od glavnih pokretača evolucije.
„Ne znamo do čega su dovela udvostručenja gena u ovim asgardima”, iskren je Bejker. „No znamo da su kod eukariota dovela do novih funkcija i povećanja ćelijske složenosti. Stoga mislimo da je to jedan od načina na koji su asgardi doveli do inovacija koje određuju eukariote.”
Naučnici koji proučavaju arheje pronašli su u njima brojne proteine što su se nekad smatrali jedinstvenima za eukariote. Nameće pitanje se koje su zadatke oni mogli obavljati u arhejama. „Naučno proučavanje ovih jednostavnijih oblika života i njihovih eukariotskih karakteristika reći će nam mnogo o nama samima”, poručio je Bret Bejker.
(Ilustracija University of Texas at Austin)
(Indeks)
