En mikrobe som finnes i gjørmete dyp av Stillehavet, ser ikke ut som mye annet enn en klatt med tentakler. Men denne upretensiøse lille organismen kan inneholde hemmelighetene for hvordan de første flercellede livsformene utviklet seg, ifølge ny forskning.
Lenge før komplekse organismer eksisterte, var verden hjemmet til enkle encellede organismer, archaea og bakterier. For mellom 2 og 1,8 milliarder år siden begynte disse mikroorganismene å utvikle seg, noe som førte til fremveksten av mer komplekse livsformer kalt eukaryoter, en gruppe som inkluderer mennesker, dyr, planter og sopp. Men denne utrolige reisen som livet gikk over fra svømming klatter til å gå (og i noen tilfeller til å tenke og føle) dyr, er fortsatt dårlig forstått.
Forskere hadde tidligere antatt at en gruppe mikrober kalt Asgard archaea var de ettertraktede forfedrene til eukaryoter, fordi de inneholder gener som deres komplekse kolleger, ifølge en uttalelse. For å analysere hvordan disse mikrober så ut og hvordan denne overgangen kan ha skjedd, brukte en gruppe forskere i Japan et tiår på å samle og analysere gjørme fra bunnen av Omine Ridge utenfor kysten av Japan.
Teamet oppbevarte gjørmeprøvene - og mikroorganismene i dem - i en spesiell bioreaktor på laboratoriet som etterlignet forholdene på dyphavet der de ble funnet. År senere begynte de å isolere mikroorganismer i prøvene. Forskernes opprinnelige formål var å finne mikrober som spiser metan og som kan være i stand til å rydde opp i kloakk, ifølge New York Times. Men da de oppdaget at prøvene deres inneholdt en tidligere ukjent stamme av Asgard archaea, bestemte de seg for å analysere den og dyrke den i laboratoriet.
De kalte den nylig funnet stammen av Asgard archaea Prometheoarchaeum syntrophicum etter den greske guden Prometheus, som sies å ha skapt mennesker fra gjørme. De fant ut at disse archaeaene var relativt trege dyrkere, bare doblet i antall hver 14 til 25 dager.
Deres analyse bekreftet det P. syntrophicum hadde et stort antall gener som lignet på eukaryoter. Disse genene hadde faktisk instruksjonene for å lage visse proteiner som ble funnet i disse mikrober; men proteinene skapte ikke, som forventet, organellignende strukturer som de som ble funnet inne i eukaryoter.
De fant også ut at mikrobene hadde lange, forgrenende tentakellignende fremspring på utsiden som kan brukes til å snappe opp forbipasserende bakterier. Faktisk fant teamet ut at mikroberne hadde en tendens til å feste seg på andre bakterier i laboratoriet.
Forfatterne foreslår en hypotese for hva som skjedde i disse eldgamle farvannene: For rundt 2,7 milliarder år siden begynte oksygen å samle seg på planeten vår. Men etter å ha levd i en verden uten oksygen så lenge, ville dette elementet vise seg å være giftig for P. syntrophicum, forfatterne forklarte i en video.
Så P. syntrophicum kan ha utviklet en ny tilpasning: en måte å danne partnerskap med bakterier som var oksygentolerante. Disse bakteriene ville gi P. syntrophicum de nødvendige vitaminer og forbindelser for å leve, mens de på sin side mater på avfallet til archaea.
Etter hvert som oksygennivået økte ytterligere, P. syntrophicum kan ha blitt mer aggressiv, snappet forbipasserende bakterier med sine lange tentakellignende strukturer og internalisert den. Inne i P. syntrophicum, kan denne bakterien etter hvert ha utviklet seg til en energiproduserende organell nøkkel til eukaryote overlevelse: mitokondriene.
Lagets "suksess med å dyrke Prometheoarchaeum etter innsats som spenner over mer enn et tiår, representerer et stort gjennombrudd for mikrobiologi, "skrev Christa Schleper og Filipa L. Sousa, begge forskere ved Universitetet i Wien som ikke var involvert i studien, i en tilhørende redaksjon i tidsskriftet Nature." setter scenen for bruk av molekylære og avbildningsteknikker for å belyse metabolismen ytterligere Prometheoarchaeum og rollen som i archaeal cellebiologi. "
Funnene ble publisert 15. januar i tidsskriftet Nature.
