З 1960-х років багато експертів стверджували, що поява еукаріот (клітин з чітко визначеним ядром) відбулася у відповідь на оксигенацію поверхневого середовища Землі. Однак тепер вчені стверджують, що останні досягнення в галузі наук про Землю і життя кидають виклик цій точці зору.
У їхньому огляді говориться, що наукові прориви «відокремлюють» появу еукаріот (відоме як еукаріогенез) від підвищення рівня кисню і припускають, що еукаріоти фактично виникли в безкислородному середовищі в океані.
«Тепер ми можемо незалежно датувати еукаріогенез і ключові переходи оксигенації в історії Землі», - говорить Деніел Міллс зі Стенфордського університету.
"Ґрунтуючись на копалинах і біологічних записах, час еукаріогенезу не корелює з цими переходами кисню в атмосфері (2,22 мільярда років тому) або в глибинах океану (0,5 мільярда років тому).
«Замість цього еукаріоти, що несуть мітохондрії, постійно датуються періодом між цими двома подіями оксигенації, під час інтервалу глибоководної аноксії і змінної оксигенації поверхневих вод».
Поява мітохондрій - свого роду «електростанцій» виробляють енергію для еукаріотичних клітин - тепер вважається визначальним кроком в еукаріогенезі.
ДНК мітохондрій відрізняється від ДНК клітин, в яких вони живуть, і в новому дослідженні розглядається можливе походження цих симбіотичних відносин.
«Відкриття в 2015 році асгардських архей (одноклітинних організмів) дає важливу підказку», - кажуть вчені.
Еукаріоти, що несуть мітохондрії, ймовірно, виникли в результаті злиття архей і бактерій, і ДНК сучасних архей Асгарда більш тісно пов'язана з ДНК, виявленою сьогодні в ядрах еукаріот, ніж з ДНК інших архей.
Це додатковий доказ того, що господарем, який прийняв бактерію, були археї.
Асгардські археї живуть у безкислородних океанських відкладеннях і можуть жити в симбіозі з бактеріями - можливо, це та ж сама ситуація, яка призвела до «метаболічного з'єднання», яке призвело до створення перших клітин еукаріот.
Вчені кажуть, що нові дані підтверджують «водневу гіпотезу» (про те, що мітохондрії були отримані в безкислородних умовах), вперше висунуту в 1998 році Біллом Мартіном і Міклошем Мюллером.
"Ідея про те, що кисень призвів до еукаріогенезу, сприймалася як належне. Насправді, мітохондріальне аеробне дихання, ймовірно, виникло пізніше, отримавши глобальне поширення тільки протягом останнього мільярда років, коли атмосферний кисень наблизився до сучасного рівня ".
Стаття про дослідження була опублікована в журналі Nature Ecology & Evolution.