Stromatolity patří k nejstarším známým strukturám vytvořeným mikroorganismy. Tyto vrstevnaté útvary dodnes vznikají například v australském zálivu Shark Bay, kde představují živý model prostředí podobného některým ekosystémům dávné Země. Právě odtud vědci získali vzorky, v nichž objevili dosud neznámý archeon z takzvané skupiny Asgard.
Asgardští archeoni jsou jednobuněčné mikroorganismy, o nichž se předpokládá, že jsou evolučně blízcí předkům eukaryot. Eukaryotické buňky tvoří těla rostlin, živočichů i člověka a na rozdíl od bakterií a archeí mají složitější vnitřní uspořádání včetně buněčného jádra a dalších oddělených struktur.
Podle studie zveřejněné v časopise Current Biology vědci vypěstovali silně obohacenou kulturu nového archeonu, který pojmenovali Nerearchaeum marumarumayae. Kultura obsahovala přibližně 89 procent tohoto archeonu a zároveň bakterii nazvanou Stromatodesulfovibrio nilemahensis. Mikroorganismy se přitom nedařilo dlouhodobě pěstovat odděleně, což naznačuje jejich vzájemnou závislost.
Výzkumníci použili elektronovou kryotomografii, tedy metodu, která vytváří trojrozměrné snímky buněk zmrazených při velmi nízké teplotě. Na obrazech uviděli archeon a bakterii propojené mimořádně tenkými trubicovitými strukturami označovanými jako mezibuněčné nanotrubice. Tyto výběžky vytvářela podle studie bakterie a mohly sloužit k přímému kontaktu mezi oběma buňkami.
Genom archeonu ukázal schopnost vytvářet mimo jiné vodík, acetát, formiát a siřičitan. Bakterie naopak podle genetických údajů syntetizuje některé aminokyseliny a vitaminy. Vědci proto předpokládají, že mezi organismy probíhá takzvaná syntrofie, tedy metabolická spolupráce, při níž jeden mikroorganismus využívá produkty druhého. Samotné snímky sice dokládají fyzické propojení, neprokazují ale úplný mechanismus ani směr výměny všech látek.
Výsledek podporuje jednu z hypotéz o vzniku eukaryotických buněk. Podle ní se dávný archeon postupně spojil s bakterií, která se později stala mitochondrií – strukturou zajišťující v buňkách výrobu energie. Nová práce však nepředstavuje přímý důkaz, že právě takový proces vedl ke vzniku eukaryot. Ukazuje spíše současný příklad těsné spolupráce mezi archeonem z příbuzné vývojové skupiny a bakterií, který může pomoci zpřesnit představy o tom, jak podobné vztahy mohly vypadat v minulosti.
Studie kombinuje mikroskopická pozorování, genomiku a předpovědi struktury proteinů pomocí strojového učení. Další výzkum se má zaměřit na hledání podobných partnerství v mikrobiálních rohožích a na objasnění toho, zda nanotrubice skutečně umožňují výměnu metabolitů. Zjištění zároveň ukazuje, že moderní stromatolity nejsou jen geologickou připomínkou dávných ekosystémů, ale také zdrojem organismů, které mohou napovědět více o raných krocích buněčné evoluce.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.