Кто он – наш самый-самый-самый дальний предок? Древние микробы из Китая – ключ к истокам всей сложной жизни

Болота Китая раскрыли тайну происхождения сложной жизни. Международная группа ученых под руководством Хунпо Дуна обнаружила 223 новых вида микроорганизмов из группы Асгард-архей, которые, как считается, являются ближайшими родственниками эукариот — организмов, к которым относимся и мы с вами. Эта находка не просто пополняет каталог микробов, а фундаментально меняет представление о том, как 2 миллиарда лет назад на Земле возникли клетки со сложной внутренней структурой.

Сенсация из осадочных пород: кто такие Асгард-археи?

Долгое время считалось, что эукариотическая клетка с ядром и митохондриями — «энергостанциями» — появилась в результате симбиоза древних бактерий и архей. Однако кто именно был предком-хозяином, оставалось загадкой. В 2015 году ученые нашли «подозреваемых» — Асгард-архей, чьи гены были подозрительно похожи на эукариотические. Проблема была в том, что этих микробов почти невозможно культивировать в лаборатории, и их генетическое разнообразие оставалось неизученным.

Команда Дуна решила проблему радикально: вместо поиска живых клеток они занялись метагеномным анализом — извлечением ДНК из образцов грунта, взятых в 14 прибрежных болотах Китая. Результат превзошел ожидания. Было идентифицировано не просто несколько новых видов, а целых 223 генома, включая 16 ранее неизвестных подгрупп. Это увеличило известное разнообразие Асгард-архей в разы и дало достаточно данных для построения точного эволюционного древа.

Новый взгляд на семейное древо жизни

Ранее главным кандидатом на роль прямого предка эукариот считалась группа Хеймдалльархей. Однако масштабный анализ китайских ученых опроверг эту гипотезу. Оказалось, что линия эукариот отделилась от общего ствола раньше, чем появились сами Хеймдалльархеи. Это значит, что мы и эти микробы — не «отец и сын», а скорее «двоюродные братья», произошедшие от общего, пока еще не найденного предка.

Почему предыдущие исследования ошибались? Ученые выяснили, что в более ранние расчеты вкралась ошибка из-за группы микробов Njordarchaeales. Эти организмы активно «воровали» гены у других, неродственных архей, что исказило филогенетический анализ. Новые данные позволили «отфильтровать» этот шум.

Кислород как катализатор эволюции

Исследование также проливает свет на датировку событий. Последний общий предок всех Асгард-архей жил около 3,5 миллиардов лет назад. А вот ветвь, ведущая к эукариотам, отделилась в интервале от 3,12 до 2,26 миллиарда лет назад. Этот период удивительным образом совпадает с началом Великого кислородного события — когда цианобактерии начали насыщать атмосферу кислородом. По мнению авторов работы, именно появление кислорода стало спусковым крючком. Древние бактерии уже умели эффективно «сжигать» кислород для получения энергии. Археи, поглотив такую бактерию, получили доступ к мощному источнику энергии, что и привело к формированию эукариотической клетки — симбиотического «брака по расчету», который оказался невероятно успешным. Китайское исследование — не финальная точка, а важнейший шаг. Каждый новый геном Асгард-архей, извлеченный из болот или океанских глубин, продолжает уточнять картину. Наука подбирается все ближе к разгадке того, как простые одноклеточные организмы смогли сделать решающий шаг к сложности, дав начало всему многообразию животного и растительного мира.