Складне життя могла з'явитися набагато раніше, ніж вважали

Близько 1,6 мільярда років тому спільнота маленьких яскраво-червоних рослинних форм життя, плескавшихся в мілкому басейні допотопної води, було вибито в камені до кінця часів. Або, принаймні, до тих пір, поки команда шведських дослідників не знайшла їх скам'янілі останки в осадових породах у центральній Індії. Дослідження, опубліковані на цьому тижні в PloS Biology, свідчать про те, що ця колекція стародавніх, нещодавно проаналізованих скам'янілостей, знайдених кілька років тому, по всій видимості, являє собою червоні водорості. Якщо це дійсно так, то складна многоклеточная життя розвинулася набагато раніше, ніж вважали раніше, і еволюційне родове древо життя на Землі, можливо, потребує серйозної обрізанні.

Перші сліди життя на Землі, ймовірно, сформувалися 3,5 мільярда років тому, приблизно через мільярд років після утворення нашої планети. А от коли ці прості одноклітинні організми, що класифіковані як «прокаріоти» через відсутність ядра, еволюціонували в багатоклітинні, нуклеированные форми, звані эукариотами, це питання ще не вирішене. Еукаріотів альге вважається однією з найстаріших форм складної життя. І з урахуванням того, що попередні виявлені викопні датували червоні водорості всього 1,2 мільярда років тому, нове відкриття могло б звести еволюційну лінію часу майже на півмільярда років.

Явну червону водорість знайшли в скам'янілих пластинах ціанобактерій, які вважаються першими кислородообразующими жизнеформами, що виникли як попередники водоростей і рослин. (Хоча не всі водорості вважаються «рослинами» у відповідності з поточною класифікацією, всі вони вважаються рослинами, оскільки використовують фотосинтез для виробництва енергії). Розчиняючи навколишні породи оцтовою кислотою — звичайним методом, який застосовується при розкопках скам'янілостей — автори нової роботи виявили, мабуть, дві форми червоної водорості: трубчастий штам, що нагадує сегментовану локшину, і більш м'ясисту різновид, що складається з багатошарових колекцій клітин.

Автори використовували метод під назвою синхротронная рентгенівська томографічна мікроскопія для побудови тривимірної моделі скам'янілостей, щоб виявити внутрішні клітинні структури, які організми, ймовірно, використовували для виробництва енергії. Для визначення віку скам'янілостей використовувалася радіоактивна датування. «Нові скам'янілості забезпечують відчутні докази того, що розвинена многоклеточность, принаймні у рослин, з'явилася набагато раніше, ніж вважалося раніше», говорить Стефан Бенгтсон, старший автор нової статті і почесний професор палеозоологии Шведського музею природної історії. «Вони припускають, що строки появи перших еукаріотів, можливо, доведеться радикально переглянути».

У відсутність ДНК — якої ніяк немає в настільки старих зразках — неможливо підтвердити, що новітні копалини залишилися від червоних водоростей. Це визнає і Бенгтсон. Також він вважає, що структури скам'янілостей мають сильне схожість з структурами червоної водорості.

Підлогу Стротер, біолог з Бостонського коледжу, який вивчає еволюцію водоростей і рослин та який не брав участі у новому дослідженні, не згоден. «Якщо вони й реальні, вони все ще не проявляють ніякої клітинної диференціації. Всі ці клітини практично однакові, їх форми не представляють складну многоклеточность», говорить він.

Голова кафедри біології Університету Вісконсіна-О-Клер Вілсон Тейлор, також не брав участі в роботі, зазначає, що навіть якщо нові зразки дійсно є водоростями, пошук витоків походження складною життя займе ще багато часу. «Якщо червоні водорості дійсно розвинулися до цього часу, це передбачає попередній період эукариотической еволюції певної довжини», говорить він. «Але скільки він тривав до появи цього еукаріотів на позначці 1,6 мільярда років, ось що незрозуміло». Тейлор пояснює, що еукаріоти — по суті, вся немикроскопическая життя на Землі — найімовірніше, з'явилися, коли одна прокариота захопила іншу і знайшла симбіотичні переваги за рахунок таких відносин. Але скільки часу знадобилося, щоб ця життєво важлива зв'язок закріпилася в еволюційному процесі, невідомо.

Як зазначає Бенгстон, в той час як червоні водорості не є прямим попередником рослин — ця честь належить предкам зелених водоростей — сьогодні вони близькі до одного спільного предка всіх рослин на Землі. І якщо припускати, що нові дані вірні, головне питання, що стоїть перед палеоботаниками, полягає в тому, чому знадобився ще мільярд років, щоб з'явилися більш великі і складні організми.

Адже розвиток вищих рослин і тварин почалося тільки 500-600 мільйонів років тому. Підводні водорості, спливаючі над ковдрами мікробів, поступово перетворювалися у відомі нам рослини. Рослини вийшли на берег, сформувавши новий ландшафт, який буде включати в себе складні гриби і в кінцевому підсумку наземних тварин.

Бенгтсон сподівається на подальше вивчення ранніх популяцій водоростей, щоб краще визначити, де і коли вони виникли і чому так довго перебували в морі. Хоча розвилки еволюції, без сумніву, будуть змінюватися — деякі перенаправлятися, інші перезавантажуватися — вчені в силах зрозуміти, які з них будуть вести до сучасної походження життя на Землі.