Когда возникла сложная жизнь: новые данные опровергают прежние версии

Новое исследование, проведенное Бристольским университетом и опубликованное в журнале Nature, показало, что сложная жизнь начала развиваться намного раньше, чем считалось ранее. Это открытие ставит под сомнение устоявшиеся научные теории о том, что для эволюции сложных организмов был необходим высокий уровень кислорода в атмосфере.

До сих пор считалось, что сложные эукариотические клетки, из которых развились растения, грибы и животные, эволюционировали только после появления значительных уровней кислорода в атмосфере. Однако новое исследование показывает, что процесс эволюции сложных организмов начался около 2,9 миллиарда лет назад — почти на миллиард лет раньше, чем предполагалось.

«Земле около 4,5 миллиардов лет, а первые формы жизни появились более 4 миллиардов лет назад. Эти организмы были прокариотами — бактериями и археями», — рассказала соавтор исследования Аня Спанг из Королевского нидерландского института морских исследований.

Прокариоты оставались единственной формой жизни на Земле до появления эукариотических клеток.

Давиде Пизани, профессор Бристольского университета и соавтор исследования, отметил: «Ранее мы лишь предполагали, как прокариоты могли эволюционировать в эукариот, но точных данных не было».

Исследователи разработали новый метод анализа. Используя данные по сотням видов и ископаемым свидетельствам, ученые создали точное древо жизни.

Появление клеток с ядром

Они обнаружили, что сложные черты, такие как ядро и внутренние структуры клеток, начали развиваться еще до появления митохондрий, что ставит под сомнение существующие теории о последовательности эволюции. Этот процесс занял миллиарды лет, а митохондрии, как показали исследования, возникли значительно позже, чем ранее считалось.

Исследователи предложили новый сценарий эволюции сложной жизни, который они назвали CALM — «сложная архея, поздняя митохондрия». 

«Мы исследовали, как конкретные гены и белки взаимодействуют друг с другом в абсолютном времени», — отметил доктор Кристофер Кей, ведущий автор работы.

Особое внимание в исследовании уделено тому, что митохондрии появились только после значительного повышения содержания кислорода в атмосфере, что совпадает с первым значительным изменением геохимии Земли.

Исследование открывает новые перспективы для понимания того, как развивалась жизнь на Земле и как ее эволюция могла быть связана с изменениями в химическом составе океанов и атмосферы.