Ученые зарегистрировали эволюционное событие, которое происходит «раз в миллиард лет». Две формы жизни слились в один организм. В прошлый раз, когда подобное произошло, на Земле появились растения.
Это явление известно как первичный эндосимбиоз: один микробный организм поглощает другой и начинает использовать его как свой внутренний орган. Хозяин обеспечивает симбионта питательными веществами и энергией, и постепенно симбионт утрачивает способность к самостоятельному выживанию.
Считается, что за четыре миллиарда лет истории жизни на Земле первичный эндосимбиоз происходил всего дважды, и каждый раз это становилось огромным прорывом в эволюции. Так, 2,2 млрд лет назад археи поглотили микроорганизм, который превратился в митохондрию. Эта органелла, вырабатывающая энергию, позволила развиться практически всем сложным формам жизни.
Примерно 1,6 млрд лет назад развитые клетки поглотили цианобактерии, способные поглощать энергию из солнечного света. Они превратились в хлоропласты, с помощью которых растения осуществляют фотосинтез.
Сейчас ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли зафиксировали третье подобное событие. Водоросли Braarudosphaera bigelowii поглотили цианобактерию, которая позволила им улавливать азот прямо из воздуха и комбинировать его с другими элементами для получения полезных соединений.
Рентгеновская визуализация показала, что репликация и деление клеток синхронизированы между хозяином и симбионтом – это признак первичного эндосимбиоза. Сама цианобактерия производила только половину необходимых ей белков, в остальном полагаясь на водоросль-хозяина.
В дальнейшее ученые намерены продолжать исследование органеллы, чтобы выяснить, какие эффекты она может оказывать. В перспективе азотфиксирующие вещества можно будет внедрять в растения для выращивания сельскохозяйственных культур, сообщает Science.
Ранее ученые назвали «движущую силу» эволюции жизни на Земле. Она могла быть связана с гигантскими горами.
