Уперше за мільярд років дві форми життя стали однією: попереднього разу на Землі з'явилися рослини

Учені стали свідками події, яка відбувається на планеті один раз на мільярд років. Дві форми життя злилися в один організм, який отримав нові можливості. Минулого разу, коли сталося щось подібне, на Землі з'явилися рослини, пише New Atlas.

Таке явище називається первинним ендосимбіозом. Під час цього процесу мікробний організм поглинає інший і починає його використовувати як власний внутрішній орган. Клітина-господар забезпечує симбіота поживними речовинами, енергією та захищає його. З плином часу симбіот втрачає здатність виживати самостійно, і врешті-решт, справді стає органом господаря — або тим, що називається органелою в мікробних клітинах.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами вчених, за 4 млрд років історії життя на Землі первинний ендосимбіоз відбувався лише двічі і щоразу це був неймовірний прорив в еволюції. Перший такий випадок стався близько 2,2 млрд років тому, коли архея проковтнула бактерію, що стала мітохондрією. Отримана органела, що виробляє енергію, дала змогу розвиватися майже всім складним формам життя на планеті. Ця органела і донині залишається "електростанцією клітин".

Другий подібний випадок стався близько 1,6 млрд років тому, коли деякі з цих більш просунутих клітин проковтнули ціанобактерії, які могли збирати енергію сонячного світла. У підсумку вийшли органели, відомі як хлоропласти. Вони отримали здатність збирати сонячне світло, а також забарвили в зелений колір форми життя, відомі як рослини.

Тепер же вчені стали свідками ще одного епохального витка еволюції. Водорості Braarudosphaera bigelowii проковтнули ціанобактерію, що відкрило унікальну можливість — "фіксувати" азот прямо з повітря і комбінувати його з іншими елементами, щоб створити більш корисні сполуки. Зазначається, що раніше на Землі жодна рослина і водорості не вміли нічого подібного.

Азот є ключовою поживною речовиною, але рослини і водорості зазвичай отримують його за допомогою симбіотичних стосунків з бактеріями, які залишаються самостійними. Вчені побачили, що між водоростями B. Bigelowii і вищезгаданими бактеріями розвинувся тісніший зв'язок.

За допомогою рентгенівської візуалізації вчені змогли побачити внутрішню частину живих клітин водоростей. Як виявилося, реплікація і поділ клітин між господарем і симбіотом були напрочуд синхронізовані. Це є свідченням первинного ендосимбіозу.

Ба більше, вчені побачили, що поглинена бактерія вже не може повною мірою виробляти необхідну їй кількість білків, решту забезпечує їй водорість-господаря.

"Це ще одна ознака того, що відбувається перехід від ендосимбіота до органели. Вони починають викидати шматочки ДНК, їхні геноми стають меншими і вони стають дедалі залежнішими від материнської клітини", — каже автор дослідження Джонатан Зер.

Аналіз показав, що на світ з'явилася повноцінна органела, яка отримала назву нітропласт. Вчені припускають, що процес поглинання почався близько 100 млн років тому.

Дослідники збираються з'ясувати, чи присутні виявлені органели в інших клітинах і який ефект вони можуть надавати.

Нагадаємо, вчені вважають, що еволюція зовсім не така випадкова, як вважалося. Результати нового дослідження кидають виклик усталеній теорії про те, що еволюція завжди випадкова і має величезні наслідки для вирішення реальних проблем.