استروئیدهای 1.6 میلیارد ساله می توانند ردپایی از قدیمی ترین زندگی پیچیده باشند

تصور می‌شود مولکول‌های یافت شده در سنگ‌های 1.6 میلیارد ساله استرالیا، بقایای «دنیای گمشده» از موجودات باستانی هستند که قدیمی‌ترین حیات پیچیده را تشکیل می‌دهند.

می‌گوید: «ما می‌گوییم آنها دنیای گمشده‌ای هستند، اولاً به این دلیل که منقرض شده‌اند، و ثانیاً به این دلیل که تقریباً چیزی در مورد آنها نمی‌دانیم». یوخن بروکس در دانشگاه ملی استرالیا در کانبرا، که این مطالعه را رهبری کرد.

اولین اشکال حیات روی زمین موجودات تک سلولی ساده مانند باکتری ها بودند که بیش از 3 میلیارد سال پیش ظاهر شدند. در نقطه ای – ما دقیقاً نمی دانیم چه زمانی – موجودات پیچیده تری به نام یوکاریوت ها که سلول های آنها دارای هسته هستند ظاهر شدند. اینها در نهایت به تمام حیوانات زنده، گیاهان، قارچ ها و جلبک های امروزی تبدیل شدند.

قدیمی ترین فسیل های یوکاریوتی تایید شده هستند قرمز و جلبک سبز در سنگ های میلیارد ساله در کانادا و چین یافت می شود. فسیل‌های یوکاریوتی با شکل آنها و شناسایی استروئیدها – مولکول‌هایی که یوکاریوت‌ها برای ساختن غشای سلولی استفاده می‌کنند – در همان سنگ‌ها تأیید می‌شوند.

فسیل‌های قدیمی‌تری که می‌توانند یوکاریوت باشند در سنگ‌هایی با قدمت 1.6 میلیارد سال پیدا شده‌اند، اما دانشمندان نتوانسته‌اند مولکول‌های استروئیدی را که باید با آن‌ها مرتبط باشند، پیدا کنند، که یک معما ایجاد کرد.

اکنون، شواهد جمع‌آوری‌شده توسط براکس و همکارانش نشان می‌دهد که این فسیل‌های قدیمی‌تر در واقع یوکاریوت‌ها هستند، اما شکل اولیه‌تری دارند که تولید شده‌اند. مولکول های استروئیدی ساده تر به نام پروتواستروئیدها.

وقتی یوکاریوت‌های مدرن استروئیدهایی از جمله کلسترول می‌سازند، یک مسیر بیوشیمیایی 12 مرحله‌ای را دنبال می‌کنند. مولکول های ساخته شده در مراحل اولیه پروتواستروئیدها هستند.

براکس و همکارانش نمونه هایی از این پروتواستروئیدها را در سنگ های 1.6 میلیارد ساله جمع آوری شده از معدن رودخانه مک آرتور در نزدیکی Borroloola در قلمرو شمالی استرالیا یافتند، منطقه ای که زمانی بستر قدیمی را تشکیل می داد. آنها این کار را با خرد کردن سنگ ها و سپس تجزیه و تحلیل شیمیایی آنها انجام دادند.

سپس محققان طیف وسیعی از سنگ‌های دیگر را در سراسر جهان مطالعه کردند و همچنین پروتواستروئیدهای فراوانی را در سنگ‌هایی بین ۱ تا ۱.۶ میلیارد سال یافتند.

این کشف نشان می دهد که اولین یوکاریوت ها حداقل 1.6 میلیارد سال پیش ظاهر شدند و پروتواستروئیدها را ساختند. به گفته براکس، حدود 1 میلیارد سال پیش، یوکاریوت ها توانایی ساخت استروئیدهای مدرن را توسعه دادند، که احتمالاً به آنها مزایایی می داد که به آنها برتری می داد و به آنها اجازه می داد در زمانی که یوکاریوت های اولیه در حال بیرون رفتن بودند، رشد کنند.

این یوکاریوت‌های پیچیده‌تر سپس به جلبک‌ها، قارچ‌ها، گیاهان و حیوانات تبدیل شدند که همگی استروئیدهای مدرن تولید می‌کنند. برای مثال اولین یوکاریوت های حیوانی حدود 600 میلیون سال پیش ظاهر شدند.

براکز می‌گوید: این تحقیق از فرضیه بیوشیمی‌دان فقید کنراد بلوخ حمایت می‌کند که در گذشته‌های دور «ممکن است ارگانیسم‌هایی وجود داشته باشند که تنها مرحله اول، سپس مرحله دوم و سپس مرحله سوم مسیر بیوسنتزی کلسترول را تولید کرده‌اند.» “اینها مولکول هایی هستند که ما پیدا کردیم – آنهایی که در مراحل اولیه هستند.”

می‌گوید: «من فکر می‌کنم این می‌تواند قطعه مهم دیگری از پازل تکامل یوکاریوتی اولیه باشد. بیرگر راسموسن در دانشگاه استرالیای غربی

در این مرحله، ما نمی‌دانیم اولین یوکاریوت‌های تولیدکننده پروتواستروئید چه شکلی بودند، اما براکز فکر می‌کند که آنها موجودات دریایی بسیار بزرگ‌تر و پیچیده‌تر از باکتری‌ها بودند. او می‌گوید: «باکتری‌ها فقط لکه‌های ساده‌ای هستند، اما یوکاریوت‌ها دارای اسکلت‌های پروتئینی به نام اسکلت سلولی هستند، به این معنی که می‌توانند انواع برآمدگی‌ها و تزئینات داشته باشند.

براکز می‌گوید اگر فسیل‌های 1.6 میلیارد ساله مشابه یوکاریوت‌ها در کنار پروتواستروئیدها یافت شوند، این امر تایید می‌کند که آنها همان یوکاریوت‌های اولیه بوده‌اند و سرنخ‌هایی درباره شکل ظاهری آن‌ها ارائه می‌دهند.

یک سوال باقی مانده این است که آیا چیزی غیر از یوکاریوت ها می توانسته پروتواستروئیدهای موجود در سنگ های باستانی را تولید کند؟ برخی از باکتری ها به عنوان پروتواستروئیدها شناخته شده اند، اگرچه اینها غیرعادی هستند. براکز می گوید: “این بزرگترین عدم قطعیت مطالعه است و مطمئناً تمرکز تحقیقات آینده ما خواهد بود تا ببینیم آیا باکتری ها نقشی داشته اند یا خیر.”

موضوعات:

• سیر تکاملی/
• خاستگاه های زندگی