Нове царство на дереві життя: учені відкрили організм, який не вписується в жодні класифікації

Що саме відкрити науковці? 

Історія цього відкриття нагадує детектив, де головний герой з'являється на сцені лише після загибелі інших персонажів. Зразок морських інфузорій, зібраний у хорватських водах ще у 2011 році, тривалий час слугував об'єктом спостереження чеських науковців з Карлового університету. Лише коли культура інфузорій раптово загинула, дослідники помітили крихітних істот, що раніше лишались у тіні. Цей новий організм отримав назву Solarion arienae, пише 24 Канал з посиланням на ScienceAlert.

Дивіться також Всередині клітини знайшли щось настільки дивне, що це ставить під сумнів саме визначення життя 

Провідні автори дослідження, протистологи Іван Чепічка та Марек Вальт, зазначають, що клітини Solarion настільки дрібні й малорухливі, що їх роками не помічали навіть у лабораторних умовах. Це дає підстави вважати, що в природному середовищі виявити їх було б майже неможливо. Проте саме ця непомітна істота відкриває вікно у дуже давні глави клітинної еволюції, які раніше реконструювали лише теоретично.

Зовні мікроорганізм нагадує маленьке сонце, що й відображено в його назві. Це одноклітинний еукаріот, який, подібно до клітин людини, має ядро з ДНК та мітохондрії – "енергетичні станції", що перетворюють поживні речовини на енергію.

Solarion arienae / Фото Марек Валт/Nature

Однак за допомогою геномного секвенування та всебічного філогенетичного аналізу вчені з Карлового університету та їхні колеги зі США довели, що Solarion не належить до жодного з раніше визнаних основних родів еукаріотів (організмів, клітини яких мають чітко сформоване ядро та мембранні органели, на відміну від прокаріотів, які не мають сформованого ядра та мембранних органел, наприклад, мітохондрій та хлоропластів). Наразі відомо лише про одного близького родича — дивного протиста Meteora sporadica. Разом вони утворюють новий тип Caelestes, який разом з типами протістів Provora та Hemimastigophora складає новостворену еукаріотичну надгрупу (царство) Disparia. Хоча на сьогодні відомо лише кілька видів Disparia, це є давнім еволюційним родом, представники якого можуть бути реліктами колись набагато більшого різноманіття.

Царства природи

Залежно від класифікації, жива природа поділяється на чотири або п'ять царств. Найпоширеніша сучасна класифікація виділяє п'ять царств: бактерії, гриби, рослини, тварини та протисти. Інша популярна схема, яку часто використовують у шкільних програмах, поділяє організми на чотири царства: бактерії, гриби, рослини та тварини.

• Царство бактерій включає прокаріотичні організми, як-от бактерії та ціанобактерії. Вони влаштовані досить просто: у них відсутні органели, немає ядерної оболонки, молекули ДНК розташовуються в цитоплазмі. Харчування таких організмів може відбуватися через клітинну поверхню або самостійно виробляти живильні речовини (синьо-зелені водорості).
• Царство рослин включає багатоклітинні організми, здатні до фотосинтезу. Відмітною ознакою рослинної клітини є пластиди, одні з яких – хлоропласти. У них відбувається фотосинтез – процес утворення з неорганічних речовин (вода, вуглекислий газ) під дією сонячної енергії органічних поживних речовин. Фактично це означає, що рослини самі готують собі їду з інгредієнтів, які отримують з навколишнього середовища.
• Царство грибів. Організми, що отримують поживні речовини, розкладаючи органіку. Вони поєднують у собі ознаки рослин і тварин. У них є щільна клітинна стінка, яка формується з хітину, але немає пластид, тому вони не можуть самі собі приготувати їжу, так само, як і тварини.
• Царство тварин – різноманітні багатоклітинні організми, які активно рухаються та споживають готову органічну їжу.
• Царство протистів. До нього належать одноклітинні еукаріоти, такі як амеби та інфузорії.

Як у всю цю картину вписуються Disparia, поки що неясно.

Ключове відкриття ховається всередині Solarion

Найбільша ж наукова сенсація криється всередині цього "мікроскопічного сонця". Його мітохондрії відрізняються від усього, що вчені бачили раніше. Загальноприйнята теорія ендосимбіозу стверджує, що мітохондрії колись були окремими бактеріями, які оселилися всередині інших клітин і з часом стали їхньою частиною, втративши більшість власної автономії. У більшості сучасних тварин, рослин чи грибів мітохондрії майже не зберегли слідів свого "вільного" минулого.

Натомість Solarion зберіг у своєму генетичному коді справжній релікт – ген secA, йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі Nature. Цей ген був частиною молекулярного інструментарію протомітохондрій, коли вони ще жили самостійно, і відповідав за транспортування білків через мембрани. Наявність цього гена є прямим доказом того, яким було життя мітохондрій до їхньої повної інтеграції в складні клітини.

Ілюстрація поперечного перерізу Solarion arienae / Фото Карлів університет/Марек Валт/Nature

Фактично, Solarion arienae є живою копалиною, яка демонструє перехідний етап еволюції, що давно зник у інших видів. 

Цей організм дозволяє нам зазирнути в дуже давню главу клітинної еволюції, яку ми раніше могли реконструювати лише опосередковано, 
– пишуть учені в статті на сайті Карлового університету.

Науковці наголошують, що це відкриття є нагадуванням про те, як мало людство знає про різноманіття мікробного світу і які важливі частини еволюційної мозаїки досі приховані від наших очей.

Solarion arienae зафільмували на записі: дивіться відео