Новое царство на древе жизни: ученые открыли организм, который не вписывается ни в какие классификации

Что именно открыть ученые?

История этого открытия напоминает детектив, где главный герой появляется на сцене только после гибели других персонажей. Образец морских инфузорий, собранный в хорватских водах еще в 2011 году, длительное время служил объектом наблюдения чешских ученых из Карлова университета. Только когда культура инфузорий внезапно погибла, исследователи заметили крошечных существ, ранее остававшихся в тени. Этот новый организм получил название Solarion arienae, пишет 24 Канал со ссылкой на ScienceAlert.

Смотрите также Внутри клетки нашли что-то настолько странное, что это ставит под сомнение само определение жизни

Ведущие авторы исследования, противостологи Иван Чепичка и Марек Вальт, отмечают, что клетки Solarion настолько мелкие и малоподвижные, что их годами не замечали даже в лабораторных условиях. Это дает основания полагать, что в естественной среде обнаружить их было бы почти невозможно. Однако именно это незаметное существо открывает окно в очень древние главы клеточной эволюции, которые ранее реконструировали лишь теоретически.

Внешне микроорганизм напоминает маленькое солнце, что и отражено в его названии. Это одноклеточный эукариот, который, подобно клеткам человека, имеет ядро с ДНК и митохондрии – "энергетические станции", превращающие питательные вещества в энергию.

Solarion arienae / Фото Марек Валт / Nature

Однако с помощью геномного секвенирования и всестороннего филогенетического анализа ученые из Карлова университета и их коллеги из США доказали, что Solarion не принадлежит ни к одному из ранее признанных основных родов эукариот (организмов, клетки которых имеют четко сформированное ядро и мембранные органеллы, в отличие от прокариот, которые не имеют сформированного ядра и мембранных органелл, например, митохондрий и хлоропластов). Сейчас известно только об одном близком родственнике - странном противостате Meteora sporadica. Вместе они образуют новый тип Caelestes, который вместе с типами протистов Provora и Hemimastigophora составляет новообразованную эукариотическую надгруппу (царство) Disparia. Хотя на сегодня известно лишь несколько видов Disparia, это древний эволюционный род, представители которого могут быть реликтами когда-то гораздо большего разнообразия.

Царства природы

В зависимости от классификации, живая природа делится на четыре или пять царств. Самая распространенная современная классификация выделяет пять царств: бактерии, грибы, растения, животные и протисты. Другая популярная схема, которую часто используют в школьных программах, разделяет организмы на четыре царства: бактерии, грибы, растения и животные.

• Царство бактерий включает прокариотические организмы, например бактерии и цианобактерии. Они устроены довольно просто: у них отсутствуют органеллы, нет ядерной оболочки, молекулы ДНК располагаются в цитоплазме. Питание таких организмов может происходить через клеточную поверхность или самостоятельно вырабатывать питательные вещества (сине-зеленые водоросли).
• Царство растений включает многоклеточные организмы, способные к фотосинтезу. Отличительным признаком растительной клетки являются пластиды, одни из которых – хлоропласты. В них происходит фотосинтез – процесс образования из неорганических веществ (вода, углекислый газ) под действием солнечной энергии органических питательных веществ. Фактически это означает, что растения сами готовят себе еду из ингредиентов, которые получают из окружающей среды.
• Царство грибов. Организмы, получающие питательные вещества, разлагая органику. Они сочетают в себе признаки растений и животных. У них есть плотная клеточная стенка, которая формируется из хитина, но нет пластид, поэтому они не могут сами себе приготовить пищу, так же, как и животные.
• Царство животных – разнообразные многоклеточные организмы, которые активно двигаются и потребляют готовую органическую пищу.
• Царство протистов. К нему относятся одноклеточные эукариоты, такие как амебы и инфузории.

Как во всю эту картину вписываются Disparia, пока неясно.

Ключевое открытие скрывается внутри Solarion

Самая же большая научная сенсация кроется внутри этого "микроскопического солнца". Его митохондрии отличаются от всего, что ученые видели ранее. Общепринятая теория эндосимбиоза утверждает, что митохондрии когда-то были отдельными бактериями, которые поселились внутри других клеток и со временем стали их частью, потеряв большинство собственной автономии. У большинства современных животных, растений или грибов митохондрии почти не сохранили следов своего "свободного" прошлого.

Зато Solarion сохранил в своем генетическом коде настоящий реликт – ген secA, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature. Этот ген был частью молекулярного инструментария протомитохондрий, когда они еще жили самостоятельно, и отвечал за транспортировку белков через мембраны. Наличие этого гена является прямым доказательством того, какой была жизнь митохондрий до их полной интеграции в сложные клетки.

Иллюстрация поперечного сечения Solarion arienae / Фото Карлов университет/Марек Валт/Nature

Фактически, Solarion arienae является живым ископаемым, которое демонстрирует переходный этап эволюции, что давно исчез у других видов.

Этот организм позволяет нам заглянуть в очень древнюю главу клеточной эволюции, которую мы раньше могли реконструировать только косвенно, 
– пишут ученые в статье на сайте Карлова университета.

Ученые отмечают, что это открытие является напоминанием о том, как мало человечество знает о многообразии микробного мира и какие важные части эволюционной мозаики до сих пор скрыты от наших глаз.

Solarion arienae сняли на записи: смотрите видео