Przed miliardem lat na Ziemi nie było jeszcze roślin, zwierząt czy grzybów – organizmów, jakie znamy. A jednak nasza planeta już wówczas tętniła życiem. Istniał na niej m.in. LECA (ang. Last Eukaryotic Common Ancestor). Czyli najstarszy wspólny przodek wszystkich organizmów eukariotycznych. A więc również nas.
Pierwsze żywe organizmy, jakie pojawiły się na Ziemi, były organizmami prokariotycznymi. Czyli jednokomórkowcami pozbawionymi jądra komórkowego. Na pozór nie wydaje się to istotną cechą. A jednak komórka, w której materiał genetyczny pływał swobodnie w całej cytoplazmie, różni się ogromnie od swojej ewolucyjnej następczyni – zawierającej jądro komórki eukariotycznej.
Pojawienie się w komórkach otoczonego podwójną błoną jądra, w którym zgromadzone zostało całe DNA, zmieniło bieg życia na Ziemi. Eukarionty były większe od prokariontów, a mieszczące się w jądrze DNA – dłuższe od pojedynczych nici rozproszonych po komórce prokariotycznej. Więcej DNA zaś to – w uproszczeniu – więcej możliwych białek do syntezowania. Wraz z pojawieniem się eukariontów życie wkroczyło na nowy etap.
Ślady utraconego świata
Około 1,2 mld lat temu wśród organizmów eukariotycznych pojawił się LECA. To z niego wyewoluowało życie, jakie znamy, a także my sami. Skąd się wziął? Co go poprzedzało? Znalezienie odpowiedzi na te pytania – wspartych dowodami kopalnymi – jest bardzo trudne. Po organizmach jednokomórkowych żyjących miliard czy dwa miliardy lat temu nie pozostały żadne ślady.
Najstarsi drapieżcy / ryc. Orchestrated in MidJourney by TA 2023
A jednak paleobiogeochemicy z Narodowego Uniwersytetu Australijskiego wpadli na sprytny sposób szukania biosygnatur sprzed miliarda lat. Dzięki temu odkryli cały wymarły świat żywych organizmów, który nazwali protosterolową biotą. – Żyły one nawet przed LECA – mówi Benjamin Nettersheim, jeden z autorów pracy opublikowanej w prestiżowym „Nature”. – Molekularne ślady protosterolowej bioty wykryte w skałach sprzed 1,6 mld lat wydają się być najstarszymi pozostałościami po naszej własnej linii genealogicznej – dodaje.
Świat przed cholesterolem
W swoich badaniach naukowcy sięgnęli do hipotezy noblisty Konrada Blocha. Bloch, biochemik, zaproponował w 1994 roku teorię mówiącą, że wczesne eukarionty wytwarzały proste wersje dzisiejszych steroidów (inaczej sterydów). Czyli grupy związków chemicznych, do których należy m.in. cholesterol. Bloch uważał jednak, że tej tezy nigdy nie uda się zweryfikować.
Nettersheim i Jochen Brocks wpadli na pomysł, jak to zrobić. – Wpierw wykorzystaliśmy kombinację różnych technik, żeby poddać współczesne steroidy fosylizacji [czyli zamianie w formy skamieniałe – przyp. red.] – mówi Brocks. – Inaczej w ogóle nie wiedzielibyśmy, czego szukać.
To był klucz do sukcesu. – Kiedy już znaliśmy nasz cel, odkryliśmy, że takie same prehistoryczne molekuły znajdują się w dziesiątkach skał mających więcej niż miliard lat – dodaje naukowiec. Badacze uznali te związki chemiczne za protosteroidy, prekursorów dzisiejszych sterydów.
Zaginiony świat jednokomórkowych drapieżników
W swojej pracy naukowcy piszą, że w badanych skałach związki te występowały „obficie”. A to wskazuje, że nieznane organizmy, które je wytwarzały, również były przed miliardem lat rozpowszechnione w oceanach Ziemi. Nettersheim i Brocks są przekonani, że były one większe od bakterii. Oraz że odżywiały się nimi, stanowiąc kolejne ogniwo w prehistorycznym łańcuchu pokarmowym.
– Sądzimy, że mogły to być pierwsze ziemskie drapieżniki, polujące na bakterie i odżywiające się nimi – mówi Brocks. – Morskie ekosystemy na całym świecie były pełne tych prehistorycznych stworzeń – dodaje Nettersheim. – Prawdopodobnie kształtowały one ziemskie środowisko przez dużą część historii Ziemi – mówi.
Oczywiście nie sposób określić, jak wyglądały te mikroorganizmy i co potrafiły. Naukowcy jednak oszacowali, że żyły na Ziemi przez bardzo długi czas – od 1,6 mld lat temu do 800 mln lat temu. Później ślady ich biosygnatur znikają z zapisu kopalnego. Wiadomo, że w tym czasie na Ziemi pojawiają się już algi i grzyby, a także pierwsze zwierzęta. Życie na Ziemi przechodziło głęboką transformację, jedną z wielu.
– Tak jak dinozaury musiały zniknąć, by mogły rozwinąć się ssaki, tak pewnie miliard lat wcześniej musiała zniknąć protosterolowa biota, by mogły powstać współczesne eukarionty – mówi Brocks. Jednak dokładna przyczyna, które doprowadziła do wymarcia tych organizmów, nie jest na razie znana.
Naukowcy podkreślają, że ich odkrycie zmienia obraz życia w najstarszych oceanach. Dotychczas wyobrażaliśmy sobie, że były one pełne bakterii. Jednak teraz wszystko wskazuje na to, że żyły w nich także zupełnie inne, znacznie bardziej zaawansowane organizmy.
Źródła: EurekAlert, Science Alert, Nature.
