Megvan a komplex élet evolúciójának egy hiányzó láncszeme

Új mikrobát fedezett fel az Atlanti-óceán mélyén egy nemzetközi kutatócsoport, az ősbaktériumok csoportjába sorolt mikroorganizmus a sejtes életformák evolúciójának egy hiányzó láncszemét képviseli.

A Lokiarchaeota nevű mikroorganizmusra (rövid nevén Loki) a Grönland és Norvégia közötti vizeken, az óceán felszínétől mintegy 2352 méter mélyen lévő lakatlan, zord környezetben bukkant egy norvég kutatóhajó nem messze a Loki-kastély nevű mélytengeri hidrotermikus rendszertől. A kürtőrendszer, amely a norvég mitológia egyik alakjáról kapta nevét, vulkanikus eredetű.

A felfedezés bepillantást enged abba, miként alakultak ki a gombák, növények, állatok és az ember "építőköveit" alkotó nagyobb, összetettebb sejttípusok, az úgynevezett eukarióták csoportja a kicsiny, egyszerű mikrobákból - írták a kutatók Nature című tudományos folyóirat csütörtökön megjelent számában bemutatott tanulmányukban.

A sejtek alkotják minden élet alapvető építőköveit a Földön. Miközben a baktériumok és más mikrobák kicsiny, egyszerű, láthatatlan élőlények, a látható - köztük az emberi - élet nagyobb és összetettebb sejttípusokból áll. Utóbbiak eredete sokáig rejtély volt a tudományos közösség számára, de az Uppsalai, a Bécsi és a Bergeni Egyetem kutatócsoportja felfedezte a mikroorganizmusok egy új csoportját, az egysejtű életből a többsejtű életbe való evolúciós fejlődés egy hiányzó láncszemét.

A mikroorganizmust egy norvég kutatóhajó fedezte fel nem messze a Loki-kastély nevű mélytengeri hidrotermikus rendszertől. A fotó a helyszín közelében készült Forrás: Centre for Geobiology (University of Bergen, Norway) by R.B. Pedersen

Az ősbaktériumok különlegessége

Az 1970-es években Carl Woese amerikai biológus fedezte fel a mikroorganizmuok egy teljesen új csoportját, az arcehákat (ősbaktériumokat), és bizonyította, hogy a rendszertani osztályozás egy önálló doménjét (birodalmát) képviseli a prokariótákon - elősejtmagos vagy sejtmagnélküli élőlényeken - belül. A háromdoménes molekuláris evolúciós osztályozásban a másik domént a baktériumok alkotják, az élőlények harmadik nagy doménjét az eukarióták - sejtmaggal rendelkezők - adják.

Annak ellenére, hogy az archeák a baktériumokhoz hasonló kicsiny élőlények - egysejtű, sejtmag nélküli, azaz prokarióta szervezetek -, a kutatók feltárták, hogy az ősbaktériumok közelebb állnak a bonyolultabb felépítésű sejttípusokhoz, az eukariótákhoz. Ez a megfigyelés évtizedeken át foglakoztatta a tudományos világot: miként alakultak át az egysejtű archeák a bonyolultabb sejtfelépítésű eukariótákká.

"A eukarióta sejt eredetének talánya borzasztóan bonyolult, mivel a rejtvény számos eleme még hiányzik. Azt reméltük, hogy a Loki a rejtély több elemét fel fogja tárni, de amikor az első eredményeket megkaptuk, nem hittünk a szemünknek. Az adat egyszerűen látványos volt. Genomját tanulmányozva azt találtuk, hogy a Loki a közbülső forma a mikrobák egyszerű sejtjei és az eukarióták komplex sejttípusai között" - magyarázta Thijs Ettema, az Uppsalai Egyetem molekuláris evolúcióval foglalkozó szakembere, a tanulmány vezető szerzője.

Amikor a Lokit elhelyezték az élet fáján, a szakemberek elmélete megerősítést kapott. "Azt találtuk, hogy a Lokiarchaeota számos génje azonos az eukariótákéval, ami azt jelzi, hogy a sejtek komplexitása az eukarióták fejlődésének egy korai szakaszában alakult ki" - tette hozzá Anja Spang, a tanulmány másik vezető szerzője.