|
Ученым впервые удалось изучить геномы организмов, существовавших на планете более трех миллиардов лет назад, что позволило прояснить ход эволюции и вероятные механизмы появления новых видов живых существ на Земле. Об этом сообщается в статье исследователей, опубликованной онлайн журналом Nature.
Авторы публикации установили, что в период 3,3-2,5 миллиарда лет назад произошло резкое увеличение количества генов в ДНК первых примитивных организмов. Это событие совпадает с так называемой Кислородной катастрофой (процессом насыщения доисторической атмосферы Земли кислородом), что навсегда изменило облик планеты.
При этом ученые отметили, что гены, принимающие участие в кислородных процессах внутри живой клетки, появились ближе к концу этого периода, примерно 2,8 миллиарда лет назад, тогда как до этого происходила эволюция генов белков, обеспечивающих перенос электроэнергии в организме, так называемый транспорт электронов.
Электронный транспорт лежит в основе таких процессов, как кислородное дыхание животных и растений, а так же фотосинтез. Именно развитие этих способностей, как считают ученые, позволило первым живым формам научиться накапливать в своем организме все больше энергии, что сделало возможной их дальнейшую эволюцию.
Как следует из опубликованных данных, вслед за этими генами появились гены ферментов, имеющих в своей структуре и атомы металлов, в частности молибдена и меди. Результаты исследования согласуются с современными геологическими данными, согласно которым основные залежи полезных ископаемых - металлов (железа, никеля), а также серы сформировались именно благодаря примитивным формам жизни Архейской эры.
Группа исследователей во главе с профессором Эриком Альмом (Eric Alm) из Массачусетского технологического института в своей работе использовала накопленные на сегодняшний день данные о генетическом строении современных животных и растений. К данным, сгруппированным в специальную базу, ученые применили математические алгоритмы, основанные на знаниях о механизмах эволюции генов, их переноса между разными организмами, удвоения и исчезновения из ДНК.
На основе работы ученые сумели провести моделирование процесса эволюции ДНК в обратном направлении: от современных организмов к их общим предкам - примитивным бактериям и микроорганизмам, существовавшим более трех миллиардов лет назад, когда облик планеты был совсем другим. Исследование этого периода эволюции жизни на Земле чрезвычайно осложнено, так как подавляющее большинство организмов, оставивших после себя окаменелые скелеты, появилось не ранее 580 миллионов лет назад во время так называемого Кембрийского взрыва.
В этот период было сформировано огромное количество новых живых форм, многие из которых дали начало современному царству животных. Авторы публикации полагают, что им удалось обнаружить аналогичный процесс, протекавший на уровне ДНК 3,3-2,5 миллиарда лет назад, который Альм назвал Архейским взрывом.
"Что по-настоящему важно в нашей работе, так это доказательство того, что история очень древних событий записана в ДНК современных организмов. Теперь мы получаем возможность эту историю расшифровать и реконструировать самые ранние события в эволюции жизни с необычайной точностью", - сказал Альм, слова которого приводит пресс-служба института.
Вернуться назад
|