Olyan dolgot láttak a kutatók, amely csak egymilliárd évente fordul elő az evolúcióban

A tudósok egy olyan evolúciós eseménynek lehettek szemtanúi, amely csak egyszer fordult elő az elmúlt egy milliárd év alatt. Két életforma egyesült egyetlen organizmussá, így olyan képességekre tett szert, amelyeket fajtársai is megirigyelhetnek.

Legutóbb, amikor ez megtörtént, a Földön először bukkantak fel a növények

A New Atlas szerint a jelenséget elsődleges endoszimbiózisnak nevezik, és akkor következik be, amikor az egyik mikrobiális szervezet elnyeli a másikat, és azt belső szervként kezdi használni.

Cserébe a gazdasejt tápanyagot, energiát, védelmet és egyéb előnyöket biztosít a szimbióta számára, míg végül az nem képes tovább élni önmagában, és lényegében a gazdaszervezet részévé válik. Ezt a mikrobiális sejtekben sejtszervecskéknek neveznek.

Néhány milliárd évente a legegyszerűbb életformák is húznak egy váratlant evolúciós szempontból. Kiemelt kép: depositphotos.com

De hogyan is működik ez?

A folyamatot valahogy úgy képzeljük el, mintha a vesék valójában kis állatok lennének, és nélkülük manuálisan kellene kiszűrnünk a vérünket dialízis segítségével.

Azonban egyszer csak valakinek valahogy beszorul egy ilyen veseállat a testébe, és rájön, hogy nincs többé szüksége a dialízisgépre. Ráadásul az utódjainak sem, míg végül mindannyian megszületünk ezzel a life-hack-kel. Valahogy ez történik itt is.

A földi élet 4 milliárd éves történetében az elsődleges endoszimbiózisról úgy gondolják, hogy tudomásunk szerint csak kétszer fordult elő, és minden egyes alkalommal hatalmas áttörést jelentett az evolúció számára.

Az első körülbelül 2,2 milliárd évvel ezelőtt történt, amikor egy archaea lenyelt egy baktériumot, amelyből a mitokondriumok lettek.

Ez a speciális energiatermelő szervezeti egység tette lehetővé, hogy lényegében az élet minden összetett formája kifejlődjön.

Ritka, de annál jelentőségteljesebb esemény

Így néz ki egy sejt belülről. depositphotos.com

A második alkalom körülbelül 1,6 milliárd évvel ezelőtt történtaz evolúcióban, amikor ezen fejlettebb sejtek némelyike magába olvasztotta a cianobaktériumokat, amelyek képesek voltak energiát gyűjteni a napfényből.

Ezekből kloroplasztiszoknak nevezett sejtszervecskékké lettek, amelyek a napfényt hasznosító képességeket, valamint a szép zöld színt adták az életformák egy olyan csoportjának, amelyek a mai napig a földi élet egyik legfontosabb pillérei. Ők a növények.

A tudósok pedig most élőben láthatták, hogy újra megtörténik. A Braarudosphaera bigelowii nevű algafajról kiderült, hogy bekebelezett egy cianobaktériumot.

Ez lehetővé tette számukra, hogy olyasmit tegyenek, amire az algák és általában a növények általában nem képesek. Megkötik a nitrogént közvetlenül a levegőből, és más elemekkel kombinálva hasznosabb vegyületeket hoznak létre.

A nitrogén kulcsfontosságú tápanyag, a növények és az algák pedig általában különálló baktériumokkal való szimbiózis révén jutnak hozzá.

Először azt hitték, hogy a B. bigelowii egy UCYN-A nevű baktériummal akasztotta össze a bajszát, közelebbről megvizsgálva azonban látták, hogy a kettő ennél sokkal bensőségesebb viszonyba került.

A szemük előtt zajlik az evolúció

A Braarudosphaera bigelowii algáról kiderült, hogy elnyelte az UCYN-A nevű cianobaktériumot, ami hatalmas evolúciós előrelépés lehet. Wikimedia

Egy friss tanulmányban egy kutatócsoport megállapította, hogy az algák és az UCYN-A közötti méretarány az algák különböző fajaiban hasonló marad. Úgy tűnik, hogy növekedésüket a tápanyagcsere szabályozza, ami így összekapcsolt anyagcseréhez vezetett.

“Pontosan ez történik a sejtszervecskékkel is” – mondta Jonathan Zehr, a tanulmányok egyik szerzője. “Ha megnézzük a mitokondriumokat és a kloroplasztiszokat, ugyanarról van szó, együtt skálázódnak a sejttel.”

Egy következő tanulmányban egy nagy teljesítményű röntgenképalkotó technikát használtak, hogy megvizsgálhassák az élő algasejtek belsejét.

Ebből kiderült, hogy a szaporodás és a sejtosztódás szinkronizált volt a gazdaszervezet és a szimbióta között. Ez pedig újabb bizonyíték arra, hogy az elsődleges endoszimbiózis működik.

Végül a csapat összehasonlította az izolált UCYN-A fehérjéit az algasejtekben lévő fehérjékkel. Megállapították, hogy az izolált baktérium a szükséges fehérjéknek mindössze a felét képes előállítani, a többit az algahordozóra támaszkodva.

“Ez az egyik jellemzője annak, hogy valami endoszimbiontából sejtszervecskévé válik. Elkezdik elhagyni a DNS-üket, genomjuk egyre kisebb lesz, és elkezdenek az anyasejtre támaszkodni, hogy ezek a géntermékek, vagy maga a fehérje a sejtbe kerüljenek.”

Összességében a kutatócsoport szerint ez azt jelzi, hogy az UCYN-A egy teljes sejtszervecske, amely a nitroplaszt nevet kapta.

Úgy tűnik, hogy ez körülbelül 100 millió évvel ezelőtt kezdett el fejlődni, ami hihetetlenül hosszú időnek hangzik, de a mitokondriumokhoz és a kloroplasztiszok kialakulásához képest csak egy szempillantás.

A kutatók most azt tervezik, hogy folytatják a nitroplasztok tanulmányozását, hogy kiderítsék, más sejtekben is jelen vannak-e, és milyen hatásaik lehetnek azokra.

Érdemes elolvasni:

• A világ legveszélyesebb barlangjában láthatatlan gyilkosoktól kell tartanunk
• Megjött David Attenborough figyelmeztetése: hatalmas a baj!