kozmos.hr
Znanost

Nastanak složenih stanica započeo je bez kisika

objavljeno

Nova istraživanja sugeriraju da je podrijetlo složenih stanica počelo bez kisika.

Od 1960-ih, mnogi stručnjaci su tvrdili da se pojava eukariota (stanica koje sadrže jasno definiranu jezgru) dogodila kao odgovor na oksigenaciju površinskog okoliša Zemlje.

No znanstvenici na sveučilištima Stanford i Exeter smatraju da nedavni napredak u znanosti koji se tiče Zemlje i životu na njoj dovodi u pitanje ovo stajalište.

Smatraju da ova otkrića “razdvajaju” pojavu eukariota (poznatu kao eukariogeneza) od rastuće razine kisika i sugeriraju da su se eukarioti zapravo pojavili u anoksičnom okruženju, u oceanu.

“Sada možemo neovisno datirati eukariogenezu i ključne prijelaze oksigenacije u povijesti Zemlje”, rekao je dr. Daniel Mills sa Sveučilišta Stanford.

„Na temelju fosilnih i bioloških zapisa, vrijeme eukariogeneze nije u korelaciji s ovim prijelazima kisika u atmosferi (prije 2,22 milijarde godina) ili dubokom oceanu (prije 0,5 milijardi godina).

“Umjesto toga, eukarioti koji nose mitohondrije dosljedno su datirani između ova dva događaja oksigenacije, tijekom intervala dubokomorske anoksije i promjenjive oksigenacije površinske vode.”

Za manje od 500 godina Zemlja bi se mogla pretvoriti u nenastanjiv svijet

Smatra se da je pojava mitohondrija – koji proizvode energiju u stanicama eukariota – odlučujući korak u eukariotezi.

“Otkriće ‘Asgard’ arheja (jednostaničnih organizama) 2015. nudi veliki trag”, rekao je dr. Mills.

„Eukarioti koji nose mitohondrije vjerojatno su rezultat spajanja arheja i bakterija, a DNK u modernim asgardskim arhejama bliža je DNK koja se nalazi u jezgri eukariota danas nego s drugim arhejama.

Asgardske arheje žive u anoksičnim oceanskim sedimentima i mogu živjeti u simbiozi s bakterijama – vjerojatno ista situacija koja je dovela do “metaboličke sprege” koja je stvorila prve stanice eukariota.

Otkriće Asgard arheja veoma je recentno te ima veliku ulogu u razumijevanju raznolikog metabolizma i ekoloških uloga arheja kao i jedne od glavnih evolucijskih inovacija – procesa eukariogeneze.

Profesor Tim Lenton, direktor Exeterovog Globalnog instituta, rekao je da novi dokazi podupiru “hipotezu o vodiku” (da su mitohondriji stečeni u anoksičnim uvjetima) koju su prvi iznijeli 1998. Bill Martin i Miklos Müller.

“Ideja da je kisik doveo do eukariogeneze uzeta je zdravo za gotovo”, rekao je.

“Zapravo, mitohondrijsko aerobno disanje vjerojatno se pojavilo kasnije, nakon što je postalo globalno rasprostranjeno tek u posljednjih milijardu godina kako se atmosferski kisik približavao modernim razinama.”

Rad, objavljen u časopisu Nature Ecology & Evolution, nosi naslov: “Eukariogeneza i kisik u povijesti Zemlje”.

Pridružite se rasprav u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram-t.me/kozmoshr

Izvor:

“Origin of complex cells started without oxygen,” (27.4. 2022.,) University of Exter

Daniel B. Mills et al., 21. travnja 2022.,  “Eukaryogenesis and oxygen in Earth history, ” Nature Ecology & Evolution