ЕРЕВАН, 25 июн - Sputnik. Молекулярные окаменелости, найденные в древних осадочных породах, открыли затерянный мир примитивных эукариот, которые доминировали в водных экосистемах по меньшей мере от 1,6 миллиарда до 800 миллионов лет назад, сообщает ресурс sciencenews.
К такому выводы австралийские ученые пришли в результате лабораторных анализов образцов горных пород со всего мира, которые выявили остатки примитивных соединений — так называемых протостероидов. По мнению исследователей, большинство этих молекул, которые образуются в процессе создания стероидов, вероятно, были произведены первобытными эукариотами, относительно сложными формами жизни, которые сегодня включают животных, растения, водоросли и грибы.
Почти все эукариоты продуцируют молекулы, называемые стероидами, такие как холестерин, которые являются важнейшими компонентами клеточных мембран. Стероиды разлагаются крайне медленно, и их остатки можно обнаружить в осадочных породах в виде молекулярных окаменелостей. Последний общий предок всех эукариот жил примерно 1,2-1,8 миллиарда лет назад. Но ученые почти ничего не знают о численности, экологии и местах обитания этих ранних микроорганизмов.
Были найдены молекулярные и физические окаменелости эукариот, датируемые 800 миллионами лет назад. Но чем дальше в прошлое, тем меньше шансов найти их физические окаменелости, а молекулярные окаменелости стероидов становятся и вовсе необнаружимыми.
Существование протостероидов было предсказано, но было неясно, как они будут выглядеть — и можно ли их вообще обнаружить, — пока исследователи не нашли способ воссоздать эти молекулярные следы в лаборатории.
"Это исследование объясняет, почему мы не видим следов этих биологических соединений на скалах — просто исследователи искали не совсем то", - говорит биолог Лаура Кац, биолог из колледжа Смита в Нортгемптоне, штат Массачусетс, комментируя работу австралийских коллег. При этом она добавилап, что это исследование заполняет пробел в "летописях" окаменелостей.
Недостаточное количество окаменелостей эукариот старше 800 миллионов лет, навело ученых на мыслб о том, что в экосистеме в то время доминировали бактерии. Также была выдвинута гипотеза о том, что первобытным эукариотам, возможно, просто не хватало численности, чтобы оставить после себя заметные остатки стероидов.
У некоторых ученых было другое объяснение: возможно, что какая-то промежуточная молекула в химическом пути, который продуцирует современные стероиды, на самом деле была конечным продуктом процесса у первобытных эукариот.
Эта теория была предложена биохимиком Конрадом Блохом, который в 1964 году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытие пути биосинтеза холестерина.
Чтобы проверить эту гипотезу, геохимик Йохен Брокс из Австралийского национального университета в Канберре и его коллеги искусственно вырастили молекулы, полученные на первых нескольких стадиях биосинтеза стероидов, включая ланостерин и циклоартенол. Это позволило понять, как должны выглядеть молекулярные окаменелости соединений. Затем исследователи приступили к поискам этих окаменелости в смолоподобных битумах и маслах, добываемых из древних пород со всего мира.
Исследователи обнаружили огромное количество протостероидов в образцах, добытых с разных глубин - варьирующихся от глубоководных до относительно мелководных сред. Самый древний образец, датируемый 1,6 миллиарда лет назад, был найден в формации Барни-Крик на юго-востоке Австралии (220 км от Мельбурна).
"Одна из величайших загадок ранней эволюции заключается в том, почему наши высокоразвитые предки-эукариоты не стали доминировать в водах древнего океана. Где они прятались?", - говорит Бенджамин Неттерсхайм, геобиолог из Бременского университета в Германии. "Мы показываем, что микроорганизмы, продуцирующие протостероиды, были в изобилии распространены в древних мировых океанах и озерах на протяжении всей истории Земли", - добавил он.
В то время как большинство бактерий продуцируют другую молекулу, называемую гопаноидами, у некоторых бактерий также есть химические инструменты для запуска производства протостероидов. Эти бактерии существуют в таких средах, как пары метана и гидротермальные источники. При этом их молекулярные следы не были обнаружены в отложениях возрастом более 800 миллионов лет, что привело исследователей к выводу, что в древних экосистемах доминировали эукариоты.
"Это открытие подтвердила предсказание немецко-американского биохимика Конрада Блоха о том, что биосинтетические предшественники холестерина отражают стремление древней жизни к совершенствованию", - говорит геобиолог Массачусетского технологического института Роджер Саммонс.
Исследователи предполагают, что для производства этих стероидных предшественников требуется меньше кислорода и энергии, так что это, возможно, дало первобытным эукариотам преимущество в процветании в суровых условиях с низким содержанием кислорода на ранней Земле.
В статье отмечается, что новое открытие австралийских ученых - это прекрасная возможность понять эволюцию сложной жизни, о которой биологи давно мечтали.