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
Ростелеком переходит на российский репозиторий исходного кода, разработанный в Университете Иннополис
Иннополис
На коллайдере в ЦЕРНе обнаружили самое тяжелое гиперядро антиматерии
Наука
Европейский зонд показал скрытые детали Меркурия
Космос
Генная терапия с ультразвуковым управлением вылечила рак у мышей
Наука
323 флакона со смертельными вирусами пропали из лаборатории в Австралии
Наука
Инженеры автоматизировали превращение тараканов в киборгов
Новости
Наблюдения «Уэбба» указывают на пробел в Стандартной космологической модели
Космос
Квантовый чип Google превзошел суперкомпьютеры на септиллионы лет
Новости
Дошкольник нашел на пляже топор неандертальца возрастом 50 000 лет
Наука
Создатели ChatGPT научили ИИ генерировать видео по описанию
Новости
Эксперименты на мышах показали, почему стресс мешает радоваться жизни
Наука
ИИ на ноутбуке вместо суперкомпьютера: алгоритм упростил сложное моделирование
Новости
Технологический суверенитет обсудили на Форуме инновационных центров
Новости
Как не навредить сердцу: ученые назвали безопасный способ потребления сахара
Наука
В Китае заявили о революционном методе производства чугуна: в 3600 раз быстрее
Наука
На древних табличках из гор Грузии обнаружили неизвестную письменность
Наука
ИИ Google обошел традиционные системы в точности прогнозов погоды
Новости
Железная защита: как хардварные решения предотвращают взлом сервера
Технологии
Посмотрите на самый детальный снимок ярчайшего объекта во Вселенной
Космос
Обзор ноутбука iRU Tactio 15HPC: простой русский работяга
Технологии