Биологи из России и других стран открыли необычный одноклеточный организм, который бросает вызов представлениям о ранней эволюции наших собственных предков и других животных.
"Ancoracysta twista — это новая, ранее неизвестная эволюционная ветвь на древе жизни уровня царства. Мы обнаружили организм с уникальной формой и строением. Наше исследование показало, что гены в митохондриях терялись многократно у эукариот в процессе эволюции, вопреки идее одномоментной масштабной потери у общего предка", — приводит слова Дениса Тихоненкова из Института биологии внутренних вод РАН пресс-служба Российского научного фонда.
Ассимиляция — путь к сложности
Современная наука полагает, что эукариоты — клетки с ядром и органеллами — сформировались через ассимиляцию предками разных бактерий и архей. Яркий пример — митохондрии, силовые станции клетки, производящие основную энергетическую молекулу — аденозинтрифосфат.
Приручение ключевых органелл
Митохондрии отделены от остальной клетки двойной мембраной и обладают собственной ДНК, напоминая бактерии. Хлоропласты растений устроены похоже. Приручение митохондрий считается важнейшим этапом в ходе эволюции наших общих одноклеточных предков.
Учитывая их огромную роль для жизни любой эукариотической клетки — включая человеческие — ученые полагали, что это слияние закончилось еще на самых ранних этапах эволюции, до разделения линий простейших, животных, грибов и растений.
Ancoracysta twista — уникальная находка
Открытие Денисом Тихоненковым и его коллегами из Европы и Америки организма Ancoracysta twista опровергает это представление. Этот организм, найденный на кораллах в тропических морях, снабжен митохондриями, кардинально отличающимися от всех других эукариот.
Геномная загадка
Исследование критически важных белков показало, что Ancoracysta twista не имеет близких родичей среди современных эукариот. Более того, ее митохондриальный геном организован неожиданно для организма, близкого к общему предку эукариот: он содержит лишнюю копию генов цитохрома в ДНК клетки и почти полный набор рибосомных генов, утерянных митохондриями предков животных на заре эволюции.
Новая модель эволюции
Данное открытие указывает, что перенос генов, контролирующих митохондрии, в ядерную ДНК не был единичным событием. Процесс происходил постепенно, в несколько этапов, и заключительные шаги могли существенно различаться у предков разных групп эукариот.
Перспектива новых открытий
Денис Тихоненков считает, что океаны и иные экосистемы Земли, возможно, хранят иные организмы с уникальной эволюционной историей. Их исследование может кардинально изменить понимание того, как зарождалась многоклеточная жизнь и ее простейшие предшественники.
Изображение: Морфология и строение Ancoracysta twista. Источник: Janouskovec J, Tikhonenkov D, Burki F … A New Lineage of Eukaryotes Illuminates Early Mitochondrial Genome Reduction Current Biology, 2017; 27, 3717-3724.e5
Источник: scientificrussia.ru