Die Asgard-Archaeas enthüllen den Ursprung der komplexen Zellen
Ein Linie von Mikroorganismen, bekannt als Asgard-Archaeas, ist zum zentralen Puzzleteil geworden, um eines der größten Rätsel der Biologie zu entziffern: das Auftauchen der eukaryotischen Zellen. Diese bilden alle Tiere, Pflanzen und Pilze und ihr Erscheinen markierte einen Wendepunkt in der Geschichte des Lebens auf der Erde 🔬.
Das genetische Narrativ einer ancestralen Fusion
Die Wissenschaftler analysieren das Genom dieser Archaeas und entdecken eine überraschend große Anzahl von Genen, die zuvor als exklusiv für Eukaryoten betrachtet wurden. Diese Gene sind verantwortlich für komplexe Funktionen wie das Bilden eines dynamischen Zytoskeletts und das Handhaben interner Vesikel. Die Haupt-Theorie, genannt Endosymbiose, schlägt vor, dass eine primitive Arkea, ähnlich den Asgard, eine Bakterie aufnahm, ohne sie zu zerstören, und eine Zusammenarbeit initiierte, die alles verändern würde.
Schlüsselerkenntnisse in den Asgard-Genen:- Sie besitzen Gene für Proteine, die die Zellmembran formen und ein internes Gerüst schaffen.
- Sie haben genetische Maschinerie zum Verarbeiten und Transportieren von Molekülen in Kompartimenten, ein Vorläufer der Organellen.
- Ihr genetisches Profil deutet darauf hin, dass sie vorbereitet waren, um eine stabile symbiotische Beziehung einzugehen.
Das aufgenommene Bakterium entwickelte sich zur Mitochondrie, dem Organell, das der eukaryotischen Zelle Energie liefert.
Die Herausforderung, diese scheuen Mikroben zu studieren
Um diese Hypothese zu bestätigen, ist es entscheidend, die Asgard-Archaeas direkt zu beobachten. Allerdings stellt ihr Anbau im Labor eine enorme technische Herausforderung dar. Diese Organismen gedeihen unter extremen Bedingungen ohne Sauerstoff, wie in Sedimenten des Meeresbodens oder in hydrothermalen Quellen, und ihr Wachstumsrhythmus ist extrem langsam.
Neueste Fortschritte bei ihrem Anbau:- Es wurden spezialisierte Bioreaktoren entwickelt, die ihre natürlichen Umgebungen mit hohem Druck und niedrigen Nährstoffen nachahmen.
- Die Wissenschaftler können nun einige Stämme lange genug am Leben halten, um ihre Struktur und Physiologie zu studieren.
- Dies ermöglicht die Untersuchung zellulärer Interaktionen in Echtzeit und Tests, wie die Symbiose entstanden sein könnte.
Ein Blick in die Vergangenheit, die uns definiert
Die Asgard-Archaeas zu verstehen ist wie ein Fenster zu öffnen zu dem genauen Moment, in dem zwei primitive Lebensformen sich vereinten, um etwas Radikal Neues und Komplexeres zu erzeugen. Jede Zelle unseres Körpers trägt das Erbe dieses symbiotischen Ereignisses. Unser Dasein als mehrzellige Organismen könnte also von einem zufälligen mikrobiellen Zusammentreffen abhängen, das vor Milliarden von Jahren stattfand, ein "Verdauungsfehler", der sich als größter evolutionärer Treffer erwies 🌱.