Kompleksni život možda je nastao pre 3 milijarde godina — nova hronologija evolucije eukariota

Kompleksni život mogao bi biti stariji nego što smo verovali

Novo istraživanje sugeriše da su prvi koraci ka eukariotskom (jedrnom) životu počeli pre oko 2,9–3,0 milijardi godina — znatno ranije nego što su mnogi pretpostavljali i pre Velikog oksidacionog događaja. Umesto naglog evolutivnog skoka, podaci ukazuju na dugačak, postepen proces izgradnje ćelijske kompleksnosti.

Metodologija i nalazi

Tim predvođen paleobiologom Christopherom Kayjem (Univerzitet u Bristolu) upotrebio je molekularni sat kombinovan sa fosilnim kalibracijama da bi rekonstruisao vremenski raspored pojavljivanja ključnih eukariotskih osobina. Kako objašnjava Tom Williams (Univerzitet u Bathu), istraživači su prikupili sekvence stotina vrsta i povezali ih sa paleontološkim podacima kako bi napravili vremenski razrešeno stablo života.

Model nazvan CALM (Complex Archaeon, Late Mitochondrion) ukazuje da su neki od najranijih genetskih tragova eukariotskih komponenti — uključujući preteče aktina i tubulina, jednostavan citoskelet i elemente proto-nukleusa — datirani na ~2,9–3,0 milijardi godina unazad. Nasuprot tome, pojavljivanje mitohondrija procenjuje se znatno kasnije, oko 2,2 milijarde godina.

Šta to znači za evoluciju?

Kasnija pojava mitohondrija u odnosu na prve znakove eukariotske kompleksnosti podržava hipotezu da su osnovne ćelijske strukture i mehanizmi mogli nastati nezavisno od sindijalnog događaja s bakterijom-pretkom mitohondrija. Međutim, sinhronizacija dolaska mitohondrija sa naglim porastom kiseonika u atmosferi (Veliko oksidaciono događanje) sugeriše da su promene u sredini mogle dati dodatni podsticaj razvoju i širenju naprednih eukariota.

"Ono što izdvaja ovu studiju je detaljna procena čime se konkretno bave porodice gena — koji proteini međusobno deluju i kada su ti procesi zaista nastali u apsolutnom vremenu," kaže Christopher Kay.

Metodološka širina i značaj

Studija kombinuje paleontologiju, filogenetiku i molekularnu biologiju kako bi dala funkcionalni i vremenski kontekst razvoju gena. Rad je objavljen u časopisu Nature i otvara nova pitanja o dinamici rane evolucije ćelija: kako su rane eukariotske inovacije funkcionisale u gotovo anaerobnim uslovima i na koji je način porast kiseonika uticao na kasniju diversifikaciju eukariota.

Zaključak: Umesto jednog „trenutka stvaraoca“, evolucija eukariota verovatno je trajala stotine miliona godina, uz ranu akumulaciju ključnih gena i struktura, a kasniji ekološki preokreti — poput porasta kiseonika — pomogli su njihovom razvoju i širenju.