Un eveniment despre care se știe că s-a mai petrecut doar de trei ori în istoria vieții pe Pământ tocmai a fost documentat din nou. Acest eveniment a dus la apariția plantelor pe Pământ.
O bacterie marină a fost încorporată în organismul gazdă al algelor, evoluând împreună cu acesta suficient de mult timp pentru a putea fi considerată acum un organit celular, o parte a mașinăriei celulare a algelor. Acest lucru înseamnă că aceste alge sunt primele eucariote (organisme cu ADN-ul într-un nucleu legat de membrană) cunoscute ca având un organit capabil să fixeze azotul.
„Este foarte rar ca organitele să apară din acest tip de lucruri.”, a declarat Tyler Coale, primul autor al uneia dintre cele două lucrări recente despre această descoperire, într-un comunicat.[sursa]
„Foarte rar” ar putea fi considerat de fapt un eufemism. Prima dată când acest lucru s-a întâmplat – din câte știm – a dat naștere primei forme de viață complexă prin nașterea mitocondriilor. De atunci, s-a mai întâmplat de alte două ori, inclusiv în urmă cu peste un miliard de ani, marcând zorii vieții vegetale pe Pământ prin nașterea cloroplastului.[sursa]
Evenimentul care a dus la apariția plantelor pe Pământ
Bazele celei mai recente descoperiri au fost puse în urmă cu aproape 30 de ani, când o echipă condusă de profesorul Jonathan Zehr, de la UC Santa Cruz, a descoperit o nouă cianobacterie în Oceanul Pacific cu capacitatea de a fixa azotul. Acesta este procesul prin care microbii extrag azotul liber din mediul înconjurător și îl combină cu alte elemente pentru a forma noi compuși de azot, precum îngrășămintele esențiale pentru ca viața să se dezvolte.
Echipa profesorului Zehr a numit bacteria UCYN-A. Între timp, în Japonia, paleontologul Kyoko Hagino lucra la cultivarea unei alge marine care se va dovedi a fi organismul său gazdă.
De-a lungul anilor, legătura dintre cele două organisme a devenit din ce în ce mai clară pentru oamenii de știință. Dar, recent, aceștia au ajuns la concluzia că UCYN-A nu se află doar într-o relație intimă cu gazda sa algă, ci ele chiar au co-evoluat până în punctul în care UCYN-A face parte din însăși celula algală, devenind un organit.
În două noi lucrări, echipe internaționale de cercetători își prezintă dovezile care susţin această ipoteză.
Prima, publicată în martie 2024, a demonstrat că UCYN-A și gazdele sale, specii ale algei Braarudosphaera bigelowii, au rapoarte de mărime similare, ceea ce indică faptul că metabolismele lor sunt întrepătrunse.
„Este exact ceea ce se întâmplă cu organitele. Dacă vă uitați la mitocondrie și la cloroplast, este același lucru: ele se dimensionează odată cu celula.”, a declarat profesorul Jonathan Zehr.
Confirmarea a venit odată cu cea de-a doua lucrare, care a prezentat dovezi că UCYN-A importă proteine din celulele sale gazdă, un semn distinctiv al dezvoltării organitelor.
„Ele încep să arunce bucăți de ADN, iar genomurile lor devin din ce în ce mai mici și încep să depindă de celula mamă pentru ca acei produse genetice – sau proteinele în sine – să fie transportate în celulă.”, a mai explicat profesorul Zehr.
Prin analiza proteomică, Coale a confirmat că multe dintre proteinele pe care UCYN-A se bazează pentru a funcționa corect sunt fabricate în interiorul gazdei algale și importate. Zehr a descris acest lucru ca fiind „un fel de puzzle magic care se potrivește și funcționează”.
Organitul nou descoperit a fost numit „nitroplast”. Spre deosebire de mitocondriile și cloroplastele mai vechi, oamenii de știință au datat evoluția sa la aproximativ 100 de milioane de ani în urmă. Aceasta ne oferă deja o fereastră către modul în care fixarea azotului influențează ecosistemele oceanice și ar putea avea implicații și pentru agricultura pe uscat.
„Acest sistem reprezintă o nouă perspectivă asupra fixării azotului și ar putea oferi indicii cu privire la modul în care un astfel de organit ar putea fi modificat în plantele de cultură.”, a explicat Coale.
Zehr consideră că UCYN-A nu este singurul de acest fel care există, dar este primul care a fost găsit. Și suntem dispuși să pariem că va ocupa cercetătorii în următorii 30 de ani și chiar mai departe.
Abonaţi-vă la newsletter folosind butonul de mai jos, pentru a primi gratuit o notificare pe email atunci când publicăm un articol nou:
