Ключ к происхождению жизни на Земле все время скрывался в одном озере

Что обнаружили там ученые?

Более 70% поверхности покрывают водоемы и некоторые из них особенно негостеприимны для жизни. В одном из таких токсичных озер ученые обнаружили крошечный вид, образующий колонии. Теперь исследователи полагают, что крохотные существа и их необычные отношения с другими микробами могут таить в себе ключи к происхождению сложной жизни, пишет Science Alert.

Исследование было проведено биологами из Калифорнийского университета в Беркли, а новый вид назвали Barroeca monosierra. Известно, что организмы принадлежат к группе микробов, известной как хоанофлагелляты — одноклеточные организмы, способные объединяться в группы, образуя колонии. Внимание ученых привлекло то, что эти колонии микробов подозрительно вели себя как многоклеточные формы жизни.

Любопытно, что микробы были обнаружены командой в сверхсоленой среде, но, похоже, этот никак не вредило организмам — они процветали, образуя колонии почти из 100 клеток. Для сравнения, это почти в четыре раза больше, чем у родственных видов. Еще более странно то, что в центрах колоний находились еще меньшие сообщества живых бактерий, что делает B. monosierra одним из простейших организмов, имеющих собственный микробиом.

Ученые предполагают, что микробы могут укрываться в токсичной воде озера, впрочем, команда не исключает, что хоанофлагелляты вполне могут выращивать бактерии, чтобы позже питаться ими. Возможно, что оба этих варианта на самом деле верны.

Отметим, что хоанофлагелляты представляют интерес для ученых, поскольку считаются ближайшими живыми родственниками животных, которые при этом не являются животными. Их поведение при формировании колоний также может помочь преодолеть эволюционный разрыв между одноклеточными и многоклеточными организмами. По словам соавтора исследования, клеточного биолога Николь Кинг, эти организмы также любопытны тем, что их колонии имеют форму, похожую на бластулу — полый шар из клеток, который формируется на ранней стадии развития животных. В результате ученые полагают, что они могут хранить в себе ключи к пониманию развития сложной жизни на планете.

Новый вид хоанофлагеллятов был обнаружен учеными в озере Моно в Калифорнии — весьма негостеприимном месте для жизни. Оно почти в три раза соленее Тихого океана и пропитано хлоридами, карбонатами и сульфатами, которые накопились за более чем 80 000 лет. В результате крайне мало форм жизни в действительности способны назвать это место домом — в большинстве своем это щелочные мухи, артемии и несколько видов мелких червей.

Теперь ученые заметили еще один организм, оказавшийся ранее неисследованным видом. По словам Кинг, результаты показывают, что озеро, по сути, было просто заполнено большими колониями хоанофлагеллят.

Эти одноклеточные организмы чем-то напоминают сперматозоиды с длинными хвостами, называемыми жгутиками, которые они используют для движения. Когда они образуют колонии, особи направляют свои жгутики наружу, чтобы помочь всей группе вращаться и кувыркаться как единое целое.

В ходе исследования ученые окрасили микробов ДНК-красителем, который выявил хромосомы хоан в форме пончика, а также удивительное облако ДНК в предположительно пустом центре. РНК-зонды выявили присутствие там бактерий, в то время как эксперименты с флуоресцентными аминокислотами показали, что они все еще живы, а не просто являются остатками от предыдущих приемов пищи хоан.

В другом эксперименте команда культивировала колонии хоан с латексными микросферами размером с бактерию и обнаружила, что они не оказались в центрах колоний. Это показывает, что бактерии не просто пассивно плавают и застревают — вместо этого они активно проникают или их впускают, ради собственной выгоды, хоан или и того, и другого.