Tiefseemikroben werfen ein Licht auf den ursprünglichen evolutionären Meilenstein

WASHINGTON ((red.)) – Ein Mikroorganismus, der im Tiefseeschlamm vor Japans Küste gesammelt wurde, hat Wissenschaftlern geholfen, das Geheimnis eines der evolutionären Ereignisse der Wasserscheide für das Leben auf der Erde zu lüften: den Übergang von den einfachen Zellen, die den Planeten zuerst kolonisierten, zu komplexem Zellleben – Pilze, Pflanzen und Tiere einschließlich Menschen.

Die Forscher sagten am Mittwoch, sie könnten die Biologie des Mikroorganismus untersuchen, der aus Tiefen von etwa 2,5 km gewonnen wurde, nachdem er ihn zum Wachstum im Labor überredet hatte. Sie nannten es Prometheoarchaeum syntrophicum und bezogen sich auf die griechische mythologische Figur Prometheus, die die Menschheit aus Ton erschuf und den Göttern Feuer stahl.

Die kugelförmige Zelle des Prometheoarchaeum – mit einem Durchmesser von etwa 500 Nanometern oder einem 20.000stel Zentimeter – weist an ihrer Außenfläche lange, oft verzweigte tentakelartige Anhänge auf.

Es ist Teil einer Gruppe namens Archaea, relativ einfache einzellige Organismen, denen interne Strukturen wie ein Kern fehlen. Wissenschaftler haben lange über den evolutionären Wandel von solch einfachen bakterienähnlichen Zellen zu den ersten rudimentären Pilzen, Pflanzen und Tieren – einer Gruppe namens Eukaryoten – vor vielleicht 2 Milliarden Jahren gerätselt.

Basierend auf einer sorgfältigen Laborstudie des Prometheoarchaeum und Beobachtungen seiner symbiotischen – für beide Seiten vorteilhaften – Beziehung zu einem Begleitbakterium gaben die Forscher eine Erklärung ab.

Sie schlugen vor, dass Anhänge wie die des Prometheoarchaeum ein vorbeiziehendes Bakterium verwickelten, das dann verschlungen und schließlich zu einer organelleninternen Struktur entwickelt wurde, die als Mitochondrion bezeichnet wird und das Kraftwerk einer Zelle ist und für die Atmung und Energieerzeugung von entscheidender Bedeutung ist.

Das Sonnensystem einschließlich der Erde entstand vor 4,5 Milliarden Jahren. Das erste Leben auf der Erde, einfache Meeresmikroben, erschien vor ungefähr 4 Milliarden Jahren. Das spätere Aufkommen von Eukaryoten setzte evolutionäre Pfade in Gang, die zu einer wilden Ansammlung von Organismen über die Äonen wie Palmen, Blauwale, T. rex, Kolibris, Clownfische, Shiitake-Pilze, Hummer, Gänseblümchen, Wollmammuts und Marilyn Monroe führten.

“Wie wir als Eukaryoten entstanden sind, ist eine grundlegende Frage im Zusammenhang mit unserer Entstehung als Mensch”, sagte der Mikrobiologe Masaru Nobu vom japanischen Nationalen Institut für fortgeschrittene industrielle Wissenschaft und Technologie, einer der Leiter der in der Zeitschrift Nature.

Prometheoarchaeum ist Mitglied einer Untergruppe namens Asgard archaea – benannt nach dem Wohnort der Götter in der nordischen Mythologie. Andere Mitglieder dieser Untergruppe wurden vom kalten Meeresboden in der Nähe eines hydrothermalen Entlüftungssystems namens Loki’s Castle, benannt nach einer nordischen mythologischen Figur, zwischen Grönland und Norwegen geborgen.

Die Forschung über Prometheoarchaeum, sagte Nobu, zeigt, dass die Asgard-Archaeen die nächsten lebenden Verwandten der ersten Eukaryoten sind.

Die Forscher verwendeten ein Tauchforschungsgefäß, um 2006 Schlamm mit Prometheoarchaeum vom Omine Ridge vor Japan zu sammeln. Sie untersuchten ihn in einem jahrelangen Prozess im Labor und beobachteten, wie er sich langsam vermehrte, nachdem die Proben in einem mit Methangas infundierten Gefäß inkubiert worden waren simulieren Sie die marine Sedimentumgebung der Tiefsee, in der sie sich befindet.

®(red.) mit (red.).

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