Биологи зафиксировали эволюцию, которая происходит раз в миллиард лет: слияние двух форм жизни

Аналогичное эволюционное событие около миллиарда лет назад привело к появлению фотосинтезирующих растений. Исследование опубликовано в журналах Cell и Science.

Ученые зафиксировали слияние бактерии и водоросли в единый организм: азотфиксирующий микроорганизм, который существовал отдельно, перешел в клетки водоросли и стал ее «внутренним органом» — органеллой.

Биологи обнаружили, что водоросли Braarudosphaera bigelowii поглотили цианобактерию UCYN-A, которая «захватывает» азот прямо из воздуха и комбинирует его с другими элементами для создания полезных для клеток соединений. Азот является ключевым питательным веществом, но обычно растения и водоросли получают его посредством симбиотических отношений с бактериями, которые остаются отдельными.

Сначала считалось, что у B. bigelowii происходят подобные симбиотические отношения UCYN-A. Но при детальном анализе ученые обнаружили, что между организмами возникла гораздо более близкая связь. В серии исследований ученые показали, что бактерии растут вместе с клетками водорослей, а репликация и деление клеток у этих организмов точно синхронизирована.

Рентгеновские изображения Braarudosphaera bigelowii на разных стадиях деления клеток. Деление нитропласта (голубой) синхронизировано с другими процессами в клетке. Изображение: Valentina Loconte/Berkeley Lab

Наконец, ученые сравнили белки, которые производит изолированная UCYN-A, с белками внутри клеток водорослей. Они обнаружили, что бактерия утратила часть способностей и может производить только половину необходимых ей белков, все остальное обеспечивает хозяин.

Это один из признаков перехода от эндосимбионта к органелле. Они начинают выбрасывать кусочки ДНК, их геномы становятся все меньше и меньше, и они начинают зависеть от материнской клетки в плане транспортировки этих генных продуктов – или самого белка – в клетку.

Подобное событие происходит очень редко, например, считается, что около 2,2 млрд лет назад архея поглотила бактерию, ставшую митохондрией — клеточной электростанцией. Это стало началом для развития многоклеточной жизни. Другой описанный случай произошел примерно 1,6 млрд лет назад с хлоропластами и привел к появлению на Земле растений.

При эндосимбиозе один микробный организм поглощает другой и начинает использовать его как внутренний орган. В обмен клетка-хозяин обеспечивает симбиота питательными веществами, энергией, защитой и другими преимуществами, пока, в конце концов, он не потеряет способность выживать самостоятельно и не станет зависимой от клеток хозяина органеллой.

У UCYN-A такая трансформация видимому заняла около 100 млн лет. Исследователи планируют продолжить изучение нитропластов, чтобы выяснить, присутствуют ли они в других клетках и какие эффекты они могут оказывать


Читать далее:

Уран и Нептун оказались не такими, как считали ученые

Золото вытянули в блин толщиной в атом с помощью технологии японских кузнецов

Физики предложили радикальную идею построения Вселенной: оказалось, она «рабочая»

На обложке: Braarudosphaera bigelowii. Изображение: Tyler Coale, UC Santa Cruz

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Юпитер оказался не таким, как считали ученые: открытие опровергает гипотезу о гиганте
Космос
Физики придумали, как найти новые измерения в пространстве
Наука
Посмотрите на первое фото кометы C/2024 G3 в России: она прилетает раз в 160 000 лет
Космос
Ученые нашли необычные частицы: их поведение невозможно объяснить обычной физикой
Наука
Байден запретит поставки ИИ-чипов в Россию: что ответила NVIDIA
Новости
300 млрд киловатт-часов: Китай строит крупнейшую в мире гидроэлектростанцию
Новости
Парниковые газы предложили хранить в стенах домов для борьбы с изменением климата
Наука
Ученые разгадали тайну, как древние птерозавры поднялись в воздух
Наука
Эксперимент показал, что фотоны света могут вести себя как частицы темной материи
Наука
ИИ создал крупнейшую базу данных фотографий северного сияния
Наука
Молекулы РНК превратили в «фонарики», чтобы отслеживать их работу в клетке
Наука
Европейский зонд показал северный полюс Меркурия в рекордных деталях
Космос
Посмотрите, как изменится внешний вид людей через 30 лет  
Наука
Посмотрите на первые фото Tesla Model Y без камуфляжа  
Новости
«Тостер» для смартфона обновляет зарядку гаджета за секунды
Новости
Гаджет, который научился читать мысли человека, показали на CES 2025
Новости
Эта камера будет снимать на Луне: Nikon представила прототип на CES 2025  
Новости
Ярчайший гамма-всплеск в истории связали с теорией струн и темной материей  
Новости
Наука в фокусе: кто и зачем делает научно-популярные видеоблоги в России
Кейсы
Telegram раскрыл данные о 2000 пользователях в после ареста Дурова
Новости