Amália, Bekény2022. október 07., péntek
Tudomány

Fontos adalék a sejtmagos mikrobák kialakulásához

National Geographic Magyarország

Az élet fejlődésének egyik – számunkra – legfontosabb mozzanata volt az, amikor a korábbi sejtmag nélküli egysejtűekben kialakult a sejtmag és a sejtszervecskék.

Forrás: Tohoku University / Sasaki et al.

Az élőlények kialakulásakor elsőként sejtmag nélküli mikrobák – prokarióták – jöttek létre, később pedig kialakultak a sejtmaggal is rendelkezők – az eukarióták, ez utóbbiak jelentették a soksejtű élőlények, így a hozzánk vezető út alapját. Régi kérdés azonban, hogy mikor és hogyan zajlott le ez a rendkívüli fontosságú evolúciós lépés. Most a Tohoku Egyetem és a Tokiói Egyetem kutatóiból álló csoport egy kanadai lelőhely új mikrofosszíliái révén segíti megválaszolni e kérdést, a kutatók a Precambrian Research szakfolyóiratban ismertették az eredményeket.

Az 1,9 milliárd éves Gunflint-formáció a Felső-tó mentén, az USA Minnesota államának északi határától a kanadai Ontairo tartományába átnyúló vasérctartalmú kőzetformáció. 1954-ben itt fedezték fel az első baktérium-mikrofosszíliákat, azóta ezek a leletek az élet fejlődésének referenciapontjaként szerepelnek.

Bár az 1970-es évek óta rengeteg vizsgálatot végeztek az itteni ősmikrobákon, nem született minden kétséget kizáró eredmény az eukariótákat illetően. Ennek köszönhető, hogy a japán kutatók egy geológiai felméréssel együtt új, mikrofosszíliákat tartalmazó kőzetmintákat gyűjtöttek itt, amelyek tartalmát aztán elemezték is.

A megkövült ősmikrobákról nanoSIMS (nanoléptékű másodlagos ion tömegspektrométer) segítségével végeztek felméréseket, majd az ezekből kapott adatokból a mikrobasejtek 3 dimenziós alakját és méreteloszlását vizsgálták. A mikrobákat ez alapján ötféle osztályba sorolhatták be: csoportos, ovális, sejten belüli zárványt tartalmazó, tüskés, illetve farokkal rendelkező. Minden esetben igazolta az adott képződmények biológiai eredetét a bennük kimutatható kémiai összetétel is, a szén, a nitrogén és a kén elhelyezkedése e sejteken belül.

„Ezek az újonnan talált mikrofosszíliák sokkal funkcionálisabbak” – mondta a kutatócsoportot vezető Kohei Szaszaki. „Az ovális alakúak a modern cianobaktériumokra hasonlítanak, amelyek amiatt alakultak ki, hogy a zord környezet viszontagságainak képesek legyenek ellenállni. A kémiai elemzésekből pedig az derült ki, hogy a zárványokat tartalmazó sejtek teli voltak tápanyagokkal.”

A kutatók szerint ez azt jelenti, hogy a mikroorganizmusok azért fejlesztették ki a tápanyagtárolás képességét, hogy ellenállhassanak a környezeti stresszhatásoknak. A zárványokban a sejtfal szerves anyagaihoz képest sokkal nagyobb mennyiségben voltak jelen a nitrogéntartalmú szerves anyagok.

Emellett a tüskés és farokkal rendelkező típusok e külső függelékeik révén könnyebben hozzáférhettek a tápanyagokhoz, és mozogni is képesek voltak, elősegítve a sejtek közti kapcsolatok, kölcsönhatások kialakulását – ezek pedig az eukariótákra jellemző tulajdonságok.

A Gunflint-formáció mikrofosszíliái. A jelzés nélküli mércék 0,01 milliméteresek.
Forrás: Tohoku University / Sasaki et al.

„Bár a sejtek mérete még egyértelműen a prokariótákra jellemző tartományú, de már kifejlesztettek olyan funkciókat, amelyek az eukarióták sajátosságai” – tette hozzá Szaszaki. Ez azt jelenti a kutatók szerint, hogy a funkciók sokfélesége a prokariótákban már azelőtt elkezdett kialakulni, előkészülve a további evolúcióra, hogy az eukarióták 1,8-1,6 milliárd éve megjelentek volna.

E változásokat, a mikrobák sokféleségének és terjeszkedésének lehetőségét valószínűleg a korabeli különleges környezet indíthatta el. A kőzetek fokozott oxidatív mállása révén sok tápanyag jutott a tengerekbe, megemelkedett a vízhőmérséklet, s a tengeri környezet instabillá vált. „E körülmények közepette a mikrobák, valószínűleg a túlélési stratégiájuk részeként váltak sokféle alakúvá, ezzel kijelölték az utat az eukarióták kialakulásához” – magyarázta Szaszaki.

E leletek alapján a korszak prokariótái jóval változatosabbak és komplexebbek voltak mint eddig hittük, és már a Gunflint-formáció korában elkezdődtek az eukariótákhoz vezető változások.

Hozzászólások

Szuperorganizmusok a fogaink ellen

Szuperorganizmusok a fogaink ellen

A fogszuvasodást okozó mikrobák, egy új kutatás szerint, speciális mikrobaközösségként, együttes erővel is támadnak és terjednek.

Lézer és gépi tanulás csótány ellen?

Lézer és gépi tanulás csótány ellen?

Az ágyúval verébre esete lehet az az új találmány, amelyben egy kutatócsoport mesterséges intelligencián alapuló lézeres csótányirtót készít.

Három tudós kapta a 2022-es fizikai Nobel-díjat

Három tudós kapta a 2022-es fizikai Nobel-díjat

Úttörő kvantumfizikai kutatásaiért Alain Aspect francia, John F. Clauser amerikai és Anton Zeilinger osztrák fizikus kapja a 2022-es fizikai Nobel-díjat - adta hírül az MTI a Svéd Királyi Tudományos Akadémia közleményét.

Mi a kiváló hernyóselyem titka?

Mi a kiváló hernyóselyem titka?

Egy nemrégiben közzé tett kutatási eredmény a selyemlepke háziasításáról és a selyem minőségére is ható nemesítési folyamatokról árulkodik.

Svante Pääbo DNS-kulcsot adott a bennünk élő neandervölgyihez

Svante Pääbo DNS-kulcsot adott a bennünk élő neandervölgyihez

A 2022-es orvosi-élettani Nobel-díj kitüntetettje, Svante Pääbo svéd tudósnak ítélték oda az evolúciós genetika területén elért eredményeiért.

National Geographic 2022. szeptemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

11 600 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket