Skamieniałe „kule” mają 1 miliard lat i mogą być najstarszym znanym wielokomórkowym życiem na Ziemi

Naukowcy odkryli rzadkie ewolucyjne „brakujące ogniwo” datowane na najwcześniejszy rozdział życia na Ziemi. To mikroskopijna skamielina w kształcie kuli, która wypełnia lukę między pierwszymi żywymi stworzeniami – organizmami jednokomórkowymi – a bardziej złożonym życiem wielokomórkowym.

Kulista skamielina zawiera dwa różne typy komórek: okrągłe, ciasno upakowane komórki z bardzo cienkimi ścianami komórkowymi w środku oraz otaczającą zewnętrzną warstwę komórek w kształcie kiełbasy o grubszych ściankach. Szacuje się, że ma 1 miliard lat i jest to najstarsza znana skamielina organizmu wielokomórkowego – poinformowali naukowcy w nowym badaniu.

Życie na Ziemi – jak powszechnie się przyjmuje – powstało z form jednokomórkowych, które pojawiły się w pierwotnych oceanach. Jednak ta skamielina została znaleziona w osadach z dna tego, co kiedyś było jeziorem w północno-zachodnich szkockich górach. Odkrycie oferuje nowe spojrzenie na ścieżki ewolucyjne, które ukształtowały życie wielokomórkowe, powiedzieli naukowcy w badaniu.

„Początki złożonej wielokomórkowości i pochodzenia zwierząt uważa się za dwa z najważniejszych wydarzeń w historii życia na Ziemi” – powiedział główny autor badań Charles Wellman, profesor na Wydziale Nauk o Zwierzętach i Roślinach Uniwersytetu w Sheffield w Zjednoczonym Królestwie.

„Nasze odkrycie rzuca nowe światło na oba z nich” – powiedział Sheffield w oświadczeniu.

Obecnie posiadamy niewiele skamielin związanych z najwcześniejszymi organizmami na Ziemi. Mikroskopijne skamieniałości, których wiek szacuje się na 3,5 miliarda lat, są uznawane za najstarsze skamieniałości życia na Ziemi, chociaż niektórzy eksperci kwestionowali, czy chemiczne wskazówki w tak zwanych skamielinach miały prawdziwie biologiczne pochodzenie.

Inne rodzaje skamieniałości związanych z pradawnymi mikrobami są jeszcze starsze: ripplemarki [sediment ripples] na Grenlandii datowane są na 3,7 miliarda lat temu, a rurki hematytu z kanady datowane są od 3,77 miliarda do 4,29 miliarda lat temu. Skamieniałości najstarszych znanych alg, przodków wszystkich roślin na Ziemi, mają około 1 miliarda lat, a najstarszy znak życia zwierząt – ślady chemiczne związane ze starożytnymi gąbkami – ma co najmniej 635 milionów, a prawdopodobnie nawet 660 milionów lat.

Maleńkie skamieniałe skupiska komórek, które naukowcy nazwali Bicellum brasieri, były wyjątkowo dobrze zachowane, zamknięte w grudkach minerałów fosforanowych, które „przypominały małe czarne soczewki w warstwach skalnych, o grubości około jednego centymetra” – powiedział główny autor badań Paul Strother, profesor na Wydziale Nauk o Ziemi i Środowisku w Weston Observatory w Boston College.

„Bierzemy je i kroimy diamentową piłą i robimy z nich cienkie plastry”, kroimy plastry na tyle cienkie, aby prześwitywało przez nie światło – tak, aby skamieniałości można było następnie badać pod mikroskopem, powiedział Strother.

Widok powierzchni próbki B. brasieri, przedstawiający kafelkowy wzór zestawów wydłużonych komórek. (Zdjęcie: Paul Strother)

Naukowcy odkryli nie tylko jedną grudkę komórek B. brasieri osadzoną w fosforanie, ale wiele kulistych skupisk, które wykazywały tę samą podwójną strukturę i organizację komórek na różnych etapach rozwoju. To pozwoliło naukowcom potwierdzić, że ich znalezisko było kiedyś żywym organizmem, powiedział Strother.

„Bicellum” oznacza „dwukomórkowy”, a „brasieri” honoruje zmarłego paleontologa i współautora badań, Martina Brasiera. Przed śmiercią w 2014 roku w wypadku samochodowym, Brasier był profesorem paleobiologii na Uniwersytecie Oksfordzkim w Wielkiej Brytanii, powiedział Strother.

Wielokomórkowe i tajemnicze

W skamielinach B. brasieri, które miały około 0,03 milimetry średnicy, naukowcy dostrzegli coś, czego nigdy wcześniej nie widzieli: dowody z zapisu kopalnego wskazujące na przejście od życia jednokomórkowego do organizmów wielokomórkowych. Dwa typy komórek B. brasieri różniły się od siebie nie tylko kształtem, ale także sposobem i miejscem ich zorganizowania w „ciele” organizmu.

„To coś, czego nie ma w normalnych organizmach jednokomórkowych” – powiedział Strother. „Taka złożoność strukturalna jest czymś, co zwykle kojarzymy ze złożoną wielokomórkowością”, na przykład u zwierząt – powiedział.

Nie wiadomo, jaki typ wielokomórkowej linii reprezentuje B. brasieri, ale jego okrągłe komórki nie miały sztywnych ścian, więc prawdopodobnie nie był to typ glonów, zgodnie z badaniami. W rzeczywistości kształt i organizacja jego komórek „jest bardziej zgodna z pochodzeniem holozoańskim” – napisali autorzy. (Holozoa to grupa obejmująca zwierzęta wielokomórkowe i organizmy jednokomórkowe, które są najbliższymi krewnymi zwierząt).

W Scottish Highlands – dawniej starożytne jezioro – w miejscu gdzie naukowcy znaleźli B. brasieri, przedstawia kolejny intrygujący fragment układanki dotyczący wczesnej ewolucji. Uważa się, że najstarsze formy życia na Ziemi wyłoniły się z oceanu, ponieważ większość starożytnych skamieniałości zachowała się w osadach morskich, wyjaśnił Strother. „Nie ma tak wielu złóż jeziornych [ang. lake deposits lub lacustrine deposits], więc w zapisie geologicznym [ang. geologic record] istnieje tendencja w kierunku morskich zapisów kopalnych, a nie słodkowodnych” – dodał.

B. brasieri jest zatem ważną wskazówką, że starożytne ekosystemy jezior mogły być tak samo ważne jak oceany dla wczesnej ewolucji życia. Oceany zapewniają organizmom stosunkowo stabilne środowisko, podczas gdy ekosystemy słodkowodne są bardziej podatne na ekstremalne zmiany temperatury i zasadowości – takie zmiany mogły pobudzić ewolucję w jezior słodkowodnych, gdy bardziej złożone życie na Ziemi było w powijakach, powiedział Strother.

Odkrycia zostały opublikowane w Internecie 13 kwietnia w czasopiśmie Current Biology.

Źródło: Mindy Weisberger

A possible billion-year-old holozoan with differentiated multicellularity

Zdjęcie: Paul Strother

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x