لا يبدو الميكروب الموجود في الأعماق الموحلة للمحيط الهادئ مثل الكثير من اللمعة مع مخالب. ولكن هذا الكائن الصغير المتواضع قد يحمل أسرار كيفية تطور أول أشكال الحياة متعددة الخلايا ، وفقًا لبحث جديد.
قبل وقت طويل من وجود الكائنات الحية المعقدة ، كان العالم موطنًا لكائنات وحيدة الخلية وبكتريا قديمة وحيدة الخلية. بين 2 مليار و 1.8 مليار سنة مضت ، بدأت هذه الكائنات الدقيقة في التطور ، مما أدى إلى ظهور أشكال حياة أكثر تعقيدًا تسمى حقيقيات النوى ، وهي مجموعة تضم البشر والحيوانات والنباتات والفطريات. لكن هذه الرحلة المذهلة التي انتقلت الحياة من خلالها من برك السباحة إلى المشي (وفي بعض الحالات ، التفكير والشعور) لا تزال الحيوانات غير مفهومة بشكل جيد.
كان العلماء قد افترضوا سابقًا أن مجموعة من الميكروبات تسمى Asgard archaea كانت أسلاف حقيقيات النوى التي تم البحث عنها كثيرًا ، لأنها تحتوي على جينات مماثلة لنظيراتها المعقدة ، وفقًا لبيان. لتحليل شكل هذه الميكروبات وكيف يمكن أن يحدث هذا التحول ، أمضت مجموعة من الباحثين في اليابان عقدًا في جمع وتحليل الطين من قاع أومين ريدج قبالة ساحل اليابان.
احتفظ الفريق بعينات الطين - والكائنات الحية الدقيقة فيها - في مفاعل حيوي خاص في المختبر يحاكي ظروف أعماق البحار التي تم العثور عليها. بعد سنوات ، بدأوا في عزل الكائنات الحية الدقيقة داخل العينات. كان الهدف الأولي للعلماء هو العثور على الميكروبات التي تأكل الميثان والتي قد تكون قادرة على تنظيف مياه الصرف الصحي ، وفقًا لصحيفة نيويورك تايمز. ولكن عندما اكتشفوا أن عيناتهم تحتوي على سلالة غير معروفة سابقًا من Asgard archaea ، قرروا تحليلها وزراعتها في المختبر.
أطلقوا على السلالة التي تم العثور عليها حديثًا من Asgard archaea بروميثيوارشايم سينتروفيكوم بعد الإله اليوناني بروميثيوس ، الذي قيل أنه خلق البشر من الطين. ووجدوا أن هذه الأثريات كانت مزارعة بطيئة نسبيًا ، حيث تتضاعف في العدد كل 14 إلى 25 يومًا.
وأكد تحليلهم ذلك P. سينتروفيكوم لديها عدد كبير من الجينات التي تشبه جينات حقيقيات النوى. في الواقع ، كانت هذه الجينات تحمل تعليمات إنشاء بروتينات معينة موجودة داخل هذه الميكروبات. لكن البروتينات لم تخلق ، كما هو متوقع ، أي بنى تشبه العضيات مثل تلك الموجودة داخل حقيقيات النوى.
ووجدوا أيضًا أن الميكروبات لها نتوءات طويلة متشعبة تشبه اللامسة من الخارج يمكن استخدامها لانتزاع البكتيريا المارة. في الواقع ، وجد الفريق أن الميكروبات تميل إلى التمسك ببكتيريا أخرى في أطباق المختبر.
يقترح المؤلفون فرضية لما حدث في هذه المياه القديمة: منذ حوالي 2.7 مليار سنة ، بدأ الأكسجين يتراكم على كوكبنا. ولكن بعد أن عاش في عالم خالٍ من الأكسجين لفترة طويلة ، فإن هذا العنصر سيثبت أنه سامة لـ P. اصطناعي ، وأوضح المؤلفون في شريط فيديو.
لذلك P. سينتروفيكوم ربما تكون قد طورت تكيفًا جديدًا: طريقة لتشكيل شراكات مع البكتيريا التي تتحمل الأكسجين. ستعطي هذه البكتيريا P. سينتروفيكوم الفيتامينات والمركبات اللازمة للعيش ، في حين تتغذى بدورها على نفايات الأركيا.
كلما زادت مستويات الأكسجين أكثر ، P. سينتروفيكوم ربما أصبحت أكثر عدوانية وانتزاع بكتيريا المارة ببنيتها الطويلة مثل اللامسة واستيعابها. داخل P. سينتروفيكوم، ربما تكون هذه البكتيريا قد تطورت في نهاية المطاف إلى عضية منتجة للطاقة مفتاح البقاء على قيد الحياة حقيقيات النوى: الميتوكوندريا.
نجاح الفريق في الزراعة بروميثيوارشاوم بعد الجهود التي امتدت لأكثر من عقد تمثل طفرة هائلة في علم الأحياء الدقيقة ، "كتبت كريستا شليبر وفيليبا إل. يمهد الطريق لاستخدام تقنيات التصوير الجزيئي لمزيد من توضيح عملية التمثيل الغذائي بروميثيوارشاوم ودور في بيولوجيا الخلايا القديمة. "
تم نشر النتائج في 15 يناير في مجلة Nature.
