В древних глинистых породах возрастом до 1,75 млрд лет, найденных на севере Австралии, ученые обнаружили микроскопические ископаемые, которые помогают лучше понять происхождение сложной жизни на Земле. Эти находки особенно важны для изучения ранних эукариот — организмов, клетки которых уже имели ядро и другие сложные внутренние структуры.
Образцы были получены из кернов, которые десятки лет назад пробурили геологоразведочные компании. Часть этих кернов хранилась в Дарвине в Северной территории Австралии. Исследователи выяснили, что в некоторых глинистых породах, образовавшихся из древнего морского ила, сохранились остатки микроскопических организмов, обитавших на дне древнего внутреннего моря, покрывавшего значительную часть северной Австралии более 1,5 млрд лет назад.
Как пишет Phys.org, эти окаменелости позволяют приблизиться к решению одного из самых важных вопросов эволюции — как возникли эукариоты, то есть группа, к которой относятся животные, растения, грибы и водоросли. По словам авторов, именно появление эукариот стало одним из главных переломных моментов в истории жизни.
Все живые организмы на Земле делятся на 2 фундаментально разные группы. Прокариоты, к которым относятся бактерии и археи, устроены проще и в основном состоят из одной клетки. Эукариоты, напротив, обладают более сложным клеточным устройством. Их клетки содержат ядро и специализированные структуры, выполняющие разные функции.
Считается, что общий предок всех современных эукариот возник в результате симбиоза как минимум 2 прокариотических микробов — археи и бактерии. Первые прямые следы существования эукариот известны именно по таким древним ископаемым одноклеточных организмов, которые уже показывают уровень клеточной сложности, не характерный для прокариот.
Эукариотические окаменелости находили в породах возрастом не менее 1,5 млрд лет в разных частях света. Но находки из Северной территории Австралии оказались еще древнее. Самым старым из них около 1,75 млрд лет, и на сегодня это древнейшие известные окаменелости эукариот в мире.
При этом условия, в которых возникали самые ранние эукариоты, до сих пор оставались неясными. Один из самых важных вопросов связан с кислородом. Многие бактерии способны жить и расти без него. Почти все современные эукариоты, наоборот, нуждаются в кислороде, потому что именно он дает возможность получать большое количество энергии, необходимой для сложной клеточной жизни.
Однако в последние годы такая картина стала вызывать споры. Это связано с тем, что были найдены необычные эукариоты, способные существовать и без кислорода. Кроме того, геологические данные показывают, что в эпоху возникновения первых эукариот кислорода в окружающей среде было значительно меньше, чем сейчас, а бескислородные морские области, вероятно, были обычным явлением.
Чтобы разобраться в этом вопросе, исследователи измельчили образцы древних глинистых пород и затем растворили их. После этого они изучили органические остатки под микроскопом и нашли более 12 000 ископаемых. Одновременно ученые исследовали состав самих пород, чтобы понять, в каких условиях эти организмы жили и был ли тогда в морской воде кислород.
Результаты показали, что эукариотические микрофоссилии встречались в самых разных древних средах — от прибрежных илистых равнин до открытого моря. Но все они присутствовали только в тех образцах, которые сформировались в условиях с кислородом. В породах, отложившихся в бескислородной среде, находили только простые прокариотические формы.
Из этого ученые сделали важный вывод: даже самые древние известные эукариоты, жившие 1,7–1,4 млрд лет назад, по-видимому, уже зависели от кислорода. Эти данные поддерживают старую гипотезу о том, что кислород сыграл ключевую роль в эволюции ранних эукариот и, следовательно, в появлении сложной жизни на Земле.
Авторы работы подчеркивают, что вопрос о причинах и условиях этого большого эволюционного скачка остается одним из главных в биологии. Но дальнейшее изучение этих загадочных микрофоссилий, по их словам, должно помочь лучше понять не только историю жизни, но и происхождение самого человека.
