Найти в Дзене
Сказки юного биолога

Асгард-археи - генетические предки эукариот

Асгард-археи - это группа микроорганизмов, относящаяся к домену Археи, впервые явленная миру в 2015 году. Ну как явленная?.. В 2015 году на стыке Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана на подводных полях, буквально усеянных гидротермальными источниками и подводными мини-вулканами (всё это обзывалось красивым названием "замок Локи") в донных их отложениях были обнаружены только генетические и прочие следы присутствия новой большой группы Архей. Но новая большая группа (в ранге подцарства, а то и царства) тогда только подозревалась. Первоначально она была небольшой и её организмы были отнесены с ходу к самым примитивным из Архей - прото-археям. Новые археи получили название по месту находки - локи-археи. Несколько позднее следы родичей локи-архей начали находить по всему миру, причём не только в экстремальных биоценозах подводных вулканов и горячих источников, но и в обычных водах (в том числе и пресных), и в почве. Учёные решили не отрываться от "первоисточника" и новооткрыты

Асгард-археи - это группа микроорганизмов, относящаяся к домену Археи, впервые явленная миру в 2015 году. Ну как явленная?.. В 2015 году на стыке Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана на подводных полях, буквально усеянных гидротермальными источниками и подводными мини-вулканами (всё это обзывалось красивым названием "замок Локи") в донных их отложениях были обнаружены только генетические и прочие следы присутствия новой большой группы Архей. Но новая большая группа (в ранге подцарства, а то и царства) тогда только подозревалась. Первоначально она была небольшой и её организмы были отнесены с ходу к самым примитивным из Архей - прото-археям. Новые археи получили название по месту находки - локи-археи.

Несколько позднее следы родичей локи-архей начали находить по всему миру, причём не только в экстремальных биоценозах подводных вулканов и горячих источников, но и в обычных водах (в том числе и пресных), и в почве. Учёные решили не отрываться от "первоисточника" и новооткрытые (пусть пока только генетически и на кончике пера) получали название в честь богов скандинавского пантеона: тор-археи, один-археи, хеймдалль-археи. Получившуюся уже большую группу решено было назвать асгард-археями в честь обиталища скандинавских богов. А в 2019 году в придонном иле пресных озёр Словении и Японии были наконец-то обнаружены и живые представители этого, скорее всего, всё-таки царства (уж очень они отличаются от других собратьев по домену) Архей. И получались-то они вовсе не примитивными!

Ещё до обнаружения живых представителей "асгардовцев" учёных начали терзать смутные сомнения. Уж слишком непривычная у них была генетика и (особенно!) биохимия. Особенно смутило учёные умы наличие у асгард-архей белков - актинов, которые у эукариот входят в состав цитоскелета - структуры, поддерживающей архитектуру клетки. Да и по генетике асгард-археи оказались куда ближе к эукариотам, чем к прочим прокариотам. А уж когда были обнаружены живые экземпляры данного царства Архей, то учёные буквально затряслись в "пароксизме довольствия". Эти организмы (оказывается!) вполне себе обладают абсолютно несвойственным для прокариот пусть и несовершенным, но цитоскелетом. В цитоплазме чётко выделяется область для "хранения" генетического аппарата ("протоядро"). А главное, асгард-археи оказались вполне способны к фагоцитозу!

Да, выглядит этот фагоцитоз не так, как у специализирующихся в подобном одноклеточном хищничестве эукариот. Асгард-археи не выпускают псевдоподии-ложноножки, а, скорее, опутывают свою жертву ажурными выростами клеточной мембраны, заполненными цитоплазмой (всё-таки какая-никакая, но клеточная стенка имеется). В свете данного открытия гипотеза эндосимбиоза 70-х годов заиграла новыми красками. Вот только после более точной проверки биохимии "асгардцев" энтузиазм учёных поутих. Асгард-археи хотя и способны ныне к фагоцитозу (и несомненно были способны к нему и ранее), но вовсе не они играли главную роль в образовании внешних оболочек и основного заполнителя новых сложных организмов - эукариот. Биохимия их клеточных оболочек и цитоплазмы всё-таки не "архейная", а "бактериальная".

Зато вот генетика асгард-архей оказалась настолько эукариотической, что аж странно. Как оказалось, большую часть генетического аппарата, которую эукариотические организмы бережно хранят в ядре, составляют именно асгард-архейные гены или аналогичные им, но совпадающие как минимум на 80-85%. И именно эта часть генома отвечает за синтез тех белков, которые необходимы для существования всех без исключения эукариотических организмов. По сути, ядро клеток современных эукариотических организмов представляет собой когда-то (около 1,8-2 миллиарда лет назад) насильно эндосимбиозированную асгард-архею. Скорее всего, несколько протеобактерий смогли окружить асгард-архею своими цитоплазматическими выростами (а дельта-протеобактерии и до сих пор способны на это), а сама архея фагоцитозным путём поглотила внутри образовавшегося прото-организма всё, до чего смогла дотянуться, включая генетический аппарат бактерии, а затем окуклилась, окружив себя дополнительной оболочкой и завязав на себя всю биохимии нового организма.

Наука
7 млн интересуются