Блог

Oct 12, 2023

Диск остатков вымершего мира организмов

До сих пор некоторые биомаркеры, «протостероиды»,

До сих пор некоторые биомаркеры, «протостероиды», игнорировались как ископаемые свидетели первичной жизни.

Геоисследовательский центр GFZ Потсдам, Центр Гельмгольца

Изображение: Воображение художника о совокупности первичных эукариотических организмов «Протостериновой биоты», населяющих бактериальный мат на дне океана. Судя по молекулярным окаменелостям, организмы протостериновой биоты жили в океанах примерно 1,6–1,0 миллиарда лет назад и являются нашими самыми ранними известными предками (фото: Организовано в MidJourney TA 2023).посмотреть больше

Фото: Организовано в MidJourney TA 2023.

Недавно обнаруженные биомаркеры указывают на целый ряд ранее неизвестных организмов, которые доминировали в сложной жизни на Земле около миллиарда лет назад. Они отличались от сложной эукариотической жизни, какой мы ее знаем, такой как животные, растения и водоросли, по своей клеточной структуре и, вероятно, метаболизму, который был адаптирован к миру, в атмосфере которого было гораздо меньше кислорода, чем сегодня. Международная группа исследователей, в том числе геохимик GFZ Кристиан Холлманн, теперь сообщает об этом прорыве в области эволюционной геобиологии в журнале Nature.

Было показано, что ранее неизвестные «протостероиды» были удивительно распространены на протяжении всего Средневековья Земли. Первичные молекулы были произведены на более ранней стадии развития эукариот, что расширяет нынешние данные об ископаемых стероидах за пределы 800 и вплоть до 1600 миллионов лет назад. Эукариоты — это термин, обозначающий царство жизни, включающее всех животных, растения и водоросли, отличающееся от бактерий сложной клеточной структурой, включающей ядро, а также более сложный молекулярный механизм. «Основным моментом этого открытия является не просто расширение нынешней молекулярной летописи эукариот», — говорит Холлманн: «Учитывая, что последний общий предок всех современных эукариот, включая нас, людей, вероятно, был способен производить «обычные» современные стерины, высока вероятность того, что эукариоты, ответственные за эти редкие признаки, принадлежали к стволу филогенетического древа».

Беспрецедентный взгляд на затерянный мир

Этот «стебель» представляет собой общую предковую линию, которая была предшественником всех ныне живущих ветвей эукариот. Его представители давно вымерли, однако детали их природы могут пролить больше света на условия эволюции сложной жизни. Хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы оценить, какой процент протостероидов мог иметь редкий бактериальный источник, открытие этих новых молекул не только согласует геологическую историю традиционных окаменелостей с геологическими данными о ископаемых молекулах липидов, но и дает редкую и беспрецедентную возможность увидеть затерянный мир древней жизни. Конкурентная гибель эукариот стволовой группы, ознаменовавшаяся первым появлением современных ископаемых стероидов около 800 миллионов лет назад, может отражать одно из самых важных событий в эволюции все более сложной жизни.

«Почти все эукариоты биосинтезируют стероиды, такие как холестерин, который вырабатывается людьми и большинством других животных», — добавляет Бенджамин Неттерсхайм из Бременского университета, первый автор исследования, — «из-за потенциально неблагоприятных последствий для здоровья повышенного уровня холестерина у людей, уровень холестерина не имеет лучшей репутации с медицинской точки зрения. Однако эти липидные молекулы являются неотъемлемой частью мембран эукариотических клеток, где они участвуют в различных физиологических функциях. Ища окаменелые стероиды в древних камнях, мы можем проследить эволюцию все более сложная жизнь».

То, что нобелевский лауреат считал невозможным...

Нобелевский лауреат Конрад Блох уже размышлял о таком биомаркере в своем эссе почти 30 лет назад. Блох предположил, что короткоживущие промежуточные соединения в современном биосинтезе стероидов не всегда могут быть промежуточными. Он считал, что биосинтез липидов развивался параллельно с изменением условий окружающей среды на протяжении всей истории Земли. В отличие от Блоха, который не верил, что эти древние промежуточные соединения когда-либо могут быть найдены, Неттерсхайм начал поиск протостероидов в древних горных породах, отложившихся в то время, когда эти промежуточные соединения на самом деле могли быть конечным продуктом.