Организмы, называемые протостероловой биотой, жили 1,6 миллиарда лет назад
Следы молекул, обнаруженные в древних горных породах, раскрывают экосистему ранней жизни, которая охотилась и процветала в мировом океане в течении почти миллиарда лет.
Сигнатуры биомаркеров, обнаруженные в горных породах возрастом 1,64 миллиарда лет, были оставлены целым рядом ранее неизвестных организмов, которые доминировали в мире с низким содержанием кислорода за много миллионов лет до появления растений, животных и грибов.
Эти организмы были непохожи ни на что живое сегодня; их первооткрыватели во главе с палеобиогеохимиками Йохеном Броксом и Бенджамином Неттерсхаймом из Австралийского национального университета в совокупности назвали их биотой протостерола.
Они могли быть самыми ранними хищниками в мире, питавшимися микробами, изобиловавшими в то время в океанах; и они также кажутся предками всей эукариотической жизни на Земле. Это все растения, животные и грибы, которые существуют сейчас, включая нас.
«Молекулярные остатки биоты протостерола, обнаруженные в породах возрастом 1,6 миллиарда лет, по-видимому, являются самыми древними остатками нашей собственной линии — они жили еще до появления последнего общего предка эукариот (1,2 миллиарда лет назад)», — говорят ученые.
«Эти древние существа были многочисленны в морских экосистемах по всему миру и, вероятно, формировали экосистемы на протяжении большей части истории Земли».
Поскольку эукариотическая жизнь — организмы, клетки которых содержат ядро, — доминирует сегодня, ученые считают, что она должна была появиться более миллиарда лет назад.
Палеобиологи долгое время искали этих ранних эукариот, но идентификация древних организмов представляет собой сложную задачу. Поскольку с тех пор, как они жили, прошло более миллиарда лет, любые следы, которые они могли оставить после себя, вероятно, чрезвычайно деградировали, и их трудно уверенно диагностировать.
Открытие было сделано при анализе пород из водных путей по всему миру, самые старые из которых были из формации Барни-Крик в Австралии, датируемой возрастом 1,64 миллиарда лет.
Ученые специально искали стероиды, биомаркер ранних эукариот, впервые предсказанный лауреатом Нобелевской премии биохимиком Конрадом Блохом в 1994 году, поскольку почти все эукариоты могут синтезировать стероиды, такие как холестерин.
«Мы использовали комбинацию методов, чтобы сначала преобразовать различные современные стероиды в их ископаемые эквиваленты; иначе мы бы даже не знали, что искать», — объясняют исследователи. «Ученые десятилетиями игнорировали эти молекулы, потому что они не соответствовали типичным изображениям молекулярного поиска. Как только мы узнали нашу цель, мы обнаружили, что десятки других камней, взятых из водных путей возрастом в миллиарды лет по всему миру содержат подобные ископаемые молекулы».
Открытие показывает, что эти биомаркеры эукариот все время были на виду, хотя то, на что были похожи существа, которые их произвели, остается неизвестным, поскольку окаменелости самих существ не были найдены.
Однако исследователи считают, что организмы протостериновой биоты были крупнее и сложнее, чем бактерии, и процветали за счет последних. «Мы считаем, что они, возможно, были первыми хищниками на Земле, охотившимися и пожирающими бактерии», — говорит Йохен Брокс.
Интересно, что следы, оставленные этими существами, перестали появляться в летописи окаменелостей около 800 миллионов лет назад. После этого момента начинают появляться водоросли и грибы; считается, что первые животные появились около 700 или 600 миллионов лет назад.
Упадок биоты протостерола и появление других организмов известно как тонианская трансформация, и это одно из самых глубоких изменений, которые претерпела экология Земли, позволившее появиться современным эукариотам.
Открытие стеролов, очень похожих на те, которые вырабатывает наш организм сегодня, в совершенно другом наборе организмов, позволяет проследить нашу историю в гораздо более отдаленные времена, чем когда-либо прежде.
«Изюминкой этого открытия является не просто расширение текущей молекулярной летописи эукариот», — говорит палеобиогеохимик Кристиан Халльманн из Немецкого исследовательского центра геонаук в Германии.
«Учитывая, что последний общий предок всех современных эукариот, включая нас, людей, вероятно, был способен производить «обычные» современные стеролы, высока вероятность того, что эукариоты, ответственные за эти редкие сигнатуры, принадлежали к стволу филогенетического древа».
Исследование было опубликовано в журнале Nature.