Пятница, 23 февраля, 2024
ДомойНаукаОбнаружены ранние сложные формы жизни: в Китае обнаружены многоклеточные окаменелости возрастом 1,63...

Обнаружены ранние сложные формы жизни: в Китае обнаружены многоклеточные окаменелости возрастом 1,63 миллиарда лет

- Advertisement -

Исследователи обнаружили многоклеточные окаменелости возрастом 1,63 миллиарда лет из Северного Китая, отметив старейшую запись о многоклеточных эукариотах и ​​отодвинув сроки возникновения многоклеточных эукариот примерно на 70 миллионов лет назад. Это открытие подчеркивает сложность ранних форм жизни и подтверждает раннее появление последнего общего предка эукариот (LECA) в истории эволюции. (Концепция художника.) Фото: SciTechDaily.com

Исследователи обнаружили в Северном Китае древнейшие окаменелости многоклеточных эукариот, возраст которых составляет 1,63 миллиарда лет, что свидетельствует о ранних сложных формах жизни и позволяет предположить более раннее появление многоклеточности.

В исследовании, опубликованном в Достижения науки 24 января исследователи под руководством профессора Маояня Чжу из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук сообщили о недавнем открытии многоклеточных окаменелостей возрастом 1,63 миллиарда лет из Северного Китая.

Эти прекрасно сохранившиеся микроокаменелости в настоящее время считаются старейшими находками многоклеточных эукариот. Это исследование является еще одним прорывом после более раннего открытия исследователями окаменелостей эукариот размером в дециметр в районе Яньшань в Северном Китае и отодвигает возникновение многоклеточности у эукариот примерно на 70 миллионов лет назад.

Многоклеточность: важный эволюционный переход

Вся сложная жизнь на Земле, включая разнообразных животных, наземные растения, макроскопические грибы и морские водоросли, представляет собой многоклеточные эукариоты. Многоклеточность является ключом к приобретению эукариотами сложности организма и больших размеров, и ее часто рассматривают как важный переход в истории жизни на Земле. Однако ученые не уверены, когда эукариоты развили это нововведение.

Многоклеточные окаменелости происходят из позднепалеопротерозойской формации Чуанлингоу. 1 кредит

Записи окаменелостей, предлагающие убедительные доказательства, показывают, что эукариоты с простой многоклеточностью, такие как красные и зеленые водоросли и предполагаемые грибы, появились еще 1,05 миллиарда лет назад. В более старых записях утверждалось, что они являются многоклеточными эукариотами, но большинство из них являются спорными из-за их простой морфологии и отсутствия клеточной структуры.

Распутывание древней сложной жизни

«Недавно обнаруженные многоклеточные окаменелости происходят из позднепалеопротерозойской формации Чуанлингоу, возраст которой составляет около 1,635 миллионов лет. Они представляют собой неразветвленные однорядные нити, состоящие из от двух до более чем 20 крупных цилиндрических или бочкообразных клеток диаметром 20–194 мкм и неполной длиной до 860 мкм. Эти нити демонстрируют определенную степень сложности, основанную на их морфологических вариациях», — сказал Ланьюнь Мяо, один из исследователей.

Нити постоянные, или сужаются по всей длине, или сужаются только на одном конце. Морфометрический анализ демонстрирует их морфологическую непрерывность, предполагая, что они представляют собой единую биологическую структуру. разновидность а не отдельные виды. Окаменелости получили названия Циншания великолепная1989, таксон формы со схожей морфологией и размером, описанный как принадлежащий формации Чуанлингоу.

Особенно важной особенностью Циншанья представляет собой округлую внутриклеточную структуру (диаметр 15–20 мкм) в некоторых клетках. Эти структуры сравнимы с бесполыми спорами, известными у многих эукариотических водорослей, что указывает на то, что Циншанья вероятно, размножается спорами.

На эукариотическом дереве серые пунктирные линии обозначают эукариоты стволовой группы. Сплошные линии обозначают эукариотов коронной группы (LECA плюс ее потомки). Серые столбцы в узлах отображают предполагаемый возрастной диапазон расхождения основных ветвей по данным исследования молекулярных часов (Parfrey et al., 2011, PNAS). Масштабная полоса окаменелостей зеленых водорослей равна 500 мкм; остальные 50 мкм. 1 кредит

Отличительные характеристики эукариот

В современной жизни однорядные нити распространены как у прокариот (бактерий и архей), так и у эукариот. Сочетание большого размера клеток, широкого диапазона диаметров нитей, морфологической изменчивости и внутриклеточных спор демонстрирует эукариотическое сродство Циншанья, поскольку ни один известный прокариот не является настолько сложным. Нитчатые прокариоты обычно очень малы, около 1–3 мкм в диаметре, и распространены среди более чем 147 родов 12 типов. Некоторые цианобактерии и серобактерии могут достигать крупных размеров, до 200 мкм толщиной, но эти крупные прокариоты очень просты по морфологии, имеют дискообразные клетки и не размножаются спорами.

Лучшими современными аналогами являются некоторые зеленые водоросли, хотя нити встречаются и у других групп эукариотических водорослей (например, у красных, бурых, желтых, харофитов и др.), а также у грибов и оомицетов.

«Это свидетельствует о том, что Циншанья скорее всего, это были фотосинтезирующие водоросли, вероятно, принадлежащие к вымершей стеблевой группе архепластид (основная группа, состоящая из красных, зеленых водорослей и наземных растений, а также глаукофитов), хотя их точное родство до сих пор неясно», — сказал Мяо.

Химический состав и эволюционные последствия

Кроме того, исследователи провели рамановское спектроскопическое исследование, чтобы проверить эукариотическое сродство Циншанья с точки зрения химического состава, используя для сравнения три таксона цианобактерий. В спектрах комбинационного рассеяния света обнаружено два широких пика, характерных для неупорядоченного углеродистого вещества. Кроме того, оцененные температуры захоронения с использованием параметров Рамана находились в диапазоне 205–250 ° C, что указывает на низкую степень метаморфизма. Анализ главных компонент спектров комбинационного рассеяния отсортирован Циншанья и таксоны цианобактерий на два отдельных кластера, что указывает на то, что углеродистое вещество Циншанья отличается от окаменелостей цианобактерий, что еще раз подтверждает родство эукариот Циншания.

В настоящее время самые старые однозначные окаменелости эукариот представляют собой одноклеточные формы из отложений позднего палеопротерозоя (~ 1,65 миллиарда лет назад) в Северном Китае и Северной Австралии. Циншанья появились лишь немного позже этих одноклеточных форм, что указывает на то, что эукариоты приобрели простую многоклеточность очень рано в своей эволюционной истории.

Поскольку эукариотические водоросли (архепластиды) возникли после последнего общего предка эукариот (LECA), открытие Циншаньяесли они действительно имеют водорослевую природу, это еще раз подтверждает раннее появление LECA в позднем палеопротерозое, что согласуется со многими исследованиями молекулярных часов, а не в позднем мезопротерозое около 1 миллиарда лет назад.

Ссылка: «Многоклеточные эукариоты возрастом 1,63 миллиарда лет из формации Чуаньлингоу в Северном Китае», авторы Ланьюнь Мяо, Цзунцзюнь Инь, Эндрю Х. Нолл, Юангао Цюй и Маоян Чжу, 24 января 2024 г., Достижения науки.
DOI: 10.1126/sciadv.adk3208.

Это исследование финансировалось Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая, Национальным фондом естественных наук Китая и Межинновационной группой CAS.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме