Nejstarší známé fosilie eukaryot, tedy organismů s buněčným jádrem a dalšími vnitrobuněčnými strukturami, zřejmě obývaly okysličená stanoviště u mořského dna. Ukazuje to analýza hornin z australského Severního teritoria starých přibližně 1,75 až 1,4 miliardy let. Eukaryota zahrnují živočichy, rostliny, houby i řadu jednobuněčných organismů a jejich vznik patří k podstatným proměnám v dějinách života.
Výzkum zveřejněný v časopise Nature spojil paleontologické, sedimentologické a geochemické údaje. Autoři zkoumali vrtná jádra z pánví McArthur a Birrindudu, které byly v dávné minulosti součástí mělkého vnitrozemského moře. Z horninových vzorků uvolňovali organické mikrofosilie a pod mikroskopem jich identifikovali více než 12 000. Současně určovali, v jakém prostředí se původní sediment ukládal a jaké podmínky v něm panovaly.
Badatelé rozlišili čtyři typy prostředí: laguny, přílivové oblasti, pobřežní vody a vzdálenější mořské dno. O přítomnosti kyslíku v dávné vodě usuzovali podle složení hornin, včetně minerálů železa a síry a koncentrací prvků, jako jsou vanad, molybden a uran. Takové geochemické ukazatele nevypovídají o přesném množství kyslíku v konkrétním okamžiku, umožňují ale rozlišovat mezi okysličeným a bezkyslíkatým prostředím při ukládání sedimentu.
Fosilie chyběly v bezkyslíkatých usazeninách
Fosilie eukaryot se objevily v pobřežních i vzdálenějších usazeninách, avšak téměř výhradně tam, kde podle geochemických dat dosahoval kyslík až ke dnu. V horninách vytvořených v bezkyslíkatých podmínkách vědci nacházeli hlavně jednodušší mikrofosilie odpovídající prokaryotům, tedy bakteriím a archeím. Prokaryota nemají buněčné jádro oddělené membránou a jejich buňky jsou obecně organizačně jednodušší než buňky eukaryot.
Tento vzorec podle autorů naznačuje, že raná eukaryota potřebovala kyslík alespoň v části svého životního cyklu. Studie proto označuje tyto organismy za aerobní, přičemž tento termín zahrnuje druhy na kyslíku závislé, druhy schopné fungovat i bez něj i organismy přizpůsobené nízkým koncentracím kyslíku. Zjištění samo o sobě nedokládá, že kyslík vznik eukaryot přímo způsobil. Ukazuje však souvislost mezi výskytem jejich fosilií a tehdejšími okysličenými stanovišti.
Autoři zároveň vyvozují, že nejstarší známá eukaryota byla nejspíš bentická, tedy žila na dně nebo v sedimentu. Kdyby šlo převážně o plankton volně unášený vodním sloupcem, jejich zbytky by podle této interpretace měly usedat také do bezkyslíkatých sedimentů na dně. Téměř úplná absence eukaryotních mikrofosilií v takových vzorcích proto podporuje představu, že jejich původní stanoviště bylo omezené na lokálně okysličené části mořského dna.
Rozšíření eukaryot mohlo být v prostředí středního proterozoika omezeno právě tím, že okysličené dno představovalo jen úzký a proměnlivý prostor. To by mohlo částečně vysvětlovat, proč se eukaryota po dlouhou dobu nevyznačovala výrazným nárůstem rozmanitosti ve fosilním záznamu. Autoři předpokládají, že výraznější pronikání eukaryot do planktonu nastalo až v mladší části proterozoika, tedy mezi jednou miliardou a 540 miliony let před současností.
Výsledky také nepřímo podporují předpoklad, že eukaryota mohla mít mitochondrie už před 1,75 miliardy let. Mitochondrie jsou buněčné struktury, které u většiny současných eukaryot zajišťují účinné získávání energie za využití kyslíku. Fosilie mitochondrie nezachovávají, a jejich raný vznik proto studie přímo neprokazuje. Je to interpretace opřená o závislost zkoumaných organismů na kyslíku a o jejich poměrně složitou stavbu. Vědci nyní zkoumají ještě starší vrstvy z McArthur Basin a z oblasti Animikie Basin v americké Minnesotě, aby upřesnili, kdy se první eukaryota objevila.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.