На заході Австралії, на берегах затоки Акули, розташовані строматоліти та мікробні матові утворення, які є свідками нашого минулого. На перший погляд, вони виглядають як скупчення каміння та слизу, але насправді тут кипить мікробне життя. Ці строматоліти є живими "реліквії" давніх екосистем, які процвітали на Землі мільярди років тому.
Якщо пройти повз, здається, що ти повертаєшся в часі. Перші бульбашки кисню, які заповнили атмосферу на ранній Землі, ймовірно, походили від давніх строматолітів. Можна сказати, що ми завдячуємо своїм існуванням цим скупченням каміння.
Які ще таємниці нашого минулого можуть розповісти ці екосистеми? Протягом десятиліть досліджень ми дізналися, як раннє життя проклало свій шлях через ці "живі камені".
Нещодавно наша команда розпочала найбільший пошук родоводу: пошук наших великих мікробних предків, археїв Аскардів. У новій статті, опублікованій в журналі Current Biology, ми повідомляємо, як цей пошук призвів до відкриття ключової підказки, яка може допомогти пояснити, як виникло складне життя на Землі.
Клітини, що складають складне життя
Археї Аскарди отримали свою назву на честь норвезьких богів. Ця захоплююча група мікробів знаходиться на межі однієї з найзначніших подій в еволюції життя: виникнення складних клітин, які складають рослини та тварини, відомих як еукаріоти.
Докази свідчать, що археї Аскарди є найближчими родичами еукаріотів. І на ранній Землі саме "шлюб" давнього архею Аскарда та бактерії призвів до виникнення перших еукаріотів.
Вони утворили давнє партнерство, ділилися ресурсами та фізично взаємодіяли, що призвело до виникнення перших складних клітин. Як у казці про Ромео і Джульєтту, археї Аскарди та бактерії вирішили, що настав час порушити традиційні сімейні цінності.
Але ми ніколи не бачили моделі того, як це могло статися. До тепер.
Відображення давнього минулого
Наша команда використала матові утворення затоки Акули як "насіння" для створення культур цих давніх мікробів. Ми є однією з лише чотирьох груп у світі, які досягли цього, завдяки рокам досліджень з відданою командою аспірантів, які піклувалися про Аскардів, як про дітей.
Але Аскарди не були самотніми. Ми знайшли їх разом з сульфатолюбивою бактерією. Чи може це бути моделлю того, як складне життя могло початися на примітивній Землі?
Ми почали з секвенування ДНК Аскардів, щоб розшифрувати, як ці мікроби функціонують на генетичному рівні. Ми також використовували штучний інтелект, щоб змоделювати, як білки могли поводитися у світі до еукаріотів. Докази свідчать, що ці два мікроби ділилися поживними речовинами. Іншими словами, вони співпрацювали.
Але ми хотіли заглибитися глибше. Як виглядають наші великі мікробні предки? Тут ми звернулися до електронної кріотомографії, високоякісного методу зображення, який дозволив нам спостерігати клітини та структури на нанометровому рівні.
І тут ми вперше показали – архею Аскарда та бактерію, які безпосередньо взаємодіють. Маленькі нанотрубки з'єднували два організми – можливо, відображаючи те, що їхні великі предки робили на ранній Землі, що врешті-решт призвело до вибуху складного життя, яке ми знаємо.
Поєднання західної науки з корінними знаннями
Це було велике відкриття – таке, що виникло в Гатаагуду, об'єкті Світової спадщини з важливими екологічними та культурними цінностями.
Корінні народи вперше заселили Гатаагуду понад 30 000 років тому. Ми хотіли визнати та відзначити мову народу Мальгана, однієї з традиційних мов Гатаагуду. Ми також хотіли зв'язати західну науку з корінними знаннями значущим чином.
Для цього, працюючи в тісному контакті з провідним експертом з мови Мальгана, Кімберлі Оуклі, та старійшинами корінних народів, було надано ім'я нашому новому архею Аскарду з мови народу Мальгана: Nerearchaeum marumarumayae.
Назва виду – marumarumayae – походить з аборигенних мов народу Мальгана, що означає "давній дім", що вказує на давнє походження строматолітів в історії Землі.
Поєднання аборигенної мови в назві нашого нового мікроба представляє доречний зв'язок між унікальною аборигенною культурою в Австралії та давнім мікробом, який називає матові утворення Гатаагуду "домом".
Гатаагуду під загрозою від глобальних змін, від підвищення температури, циклонів та людської діяльності. І серед цінностей, які потрібно зберегти, є значні зв'язки з аборигенами, а також сліди життя, що ведуть назад через еволюційний час.
Цікавий факт
Строматоліти, які ми спостерігаємо сьогодні, є живими свідками давніх екосистем, які існували на Землі мільярди років тому, і можуть допомогти нам зрозуміти, як виникло життя.