Muinainen liittoutuma, joka loi kaiken elämän

Pysähdy hetkeksi.

Kaksi miljardia vuotta sitten – tai ehkä kauemmin, tutkijat kinastelevat vielä tarkasta aikajänteestä – kaksi yksisoluista eliötä teki ehkä historian tärkeimmän liiketoimellan.

Toinen oli arkeoni. Toinen oli bakteeri.

Ne tulivat läheisiksi. Ne sulautuivat yhteen. Ja niiden liittoutumasta syntyi... kaikki.

Jokainen kasvi. Jokainen eläin. Jokainen sieni. Jokainen eliö, jonka olet koskaan nähnyt – myös sinä itse. Kaikki juontaa juurensa tähän yhteen epätodennäköiseen kumppanuuteen.

Arvoitus: miten monimutkainen elämä alkoi?

Tiedämme, että se tapahtui. Tutkijat ovat varsin varmoja, että noin 1,8–2,7 miljardia vuotta sitten kahden mikrobieliön välinen fuusio loi ensimmäisen "eukaryoottisen" solun – sellaisen, jossa on tuma ja kaikki se solucomputus, joka mahdollistaa monimutkaisen elämän.

Mutta miten tarkalleen ottaen? Siinä piilee ydinongelma.

Bakteerit ja arkeonit ovat molemmat yksisoluisia, mutta ne ovat odottamattoman erilaisia keskenään. Ajattele niitä kaukaisina serkkuina, jotka puhuvat eri biologisia kieliä. Molemmat ovat yksinkertaisia, molemmat mikroskooppisia, mutta toimivat pohjimmiltaan eri tavoin.

Miten nämä kaksi biologisesti vierasta eliötä sitten päätyivät tulemaan toimeen tarpeeksi hyvin fuusioituakseen joksikin täysin uudeksi?

Siinä piilee uuden tutkimuksen jännitys.

Muinaisten mikrobikaupunkien salaisuudet

Tutkijat ovat tutkineet stromatoliitteja – ajattele niitä muinaisina kerrostaloina, jotka on rakennettu kokonaan mikrobeista. Näitä rakenteita löytyy muun muassa Länsi-Australian Shark Baystä, ja ne ovat syanobakteerien paksujen, limaisien mattojen rakentamia. Ne ovat maapallon vanhimpia eläviä rakenteita, käytännössä muuttumattomia miljardeja vuosia.

Jotkut tutkijat kutsuvat niitä "eläviksi fossiileiksi", ja rehellisesti sanottuna se on osuvaa.

Nämä mikrobbimatot ovat pohjimmiltaan aikakapseleita. Kun useiden australialaisten yliopistojen tutkijat keräsivät näytteitä Shark Baystä ja veivät ne laboratorioon, he löysivät jotain merkittävää niiden sisältä.

He löysivät Asgard-arkeoniryhmän jäsenen (ryhmä tunnistettiin vasta vuonna 2015 ja nimetty skandinaavisen mytologian mukaan, koska tutkijat ilmeisesti rakastavat mytologiaviittauksia). Tämä arkeoni eli tietyn bakteerilajin vieressä.

Ja tässä kohtaa asiat alkavat todella kiinnostaa: tutkijat käyttivät uskomattoman tehokasta kuvantamisteknologiaa nähdäkseen nämä pienet otukset läheltä, ja he löysivät jotain odottamatonta.

Nanoputkista rakennettu silta

Kaksi eliötä oli yhteydessä toisiinsa tutkijoiden yksinkertaisesti kutsumien "nanoputkien" kautta – pieniä, ohuita putkia, jotka yhdistivät arkeonia bakteeriin. Puhumme rakenteista niin pienistä, että miljoona niistä vierekkäin tuskin yltäisi millimetrin mittaan.

Nämä pienet sillat eivät olleet pelkkiä fyysisiä yhteyksiä. Tutkijat huomasivat, että kumpikin mikrobeista tuotti yhdisteitä, joita toinen saattoi hyödyntää – vitamiineja, ravintoaineita, jopa vetyä. Ne jakoivat resursseja, käytännössä luoden keskinäisen tukijärjestelmän.

Tämä on aidosti siistiä, ja tässä syy.

Tutkijat ovat pitkään olettaneet, että alkuperäinen fuusio, joka loi monimutkaisen elämän, todennäköisesti sisälsi tällaista läheistä vuorovaikutusta. Mutta kun näkee todisteita siitä, miten Asgard-arkeoni ja bakteeri ovat vuorovaikutuksessa reaalimaailmassa? Se on valtavaa. Se on kuin vihdoin löytäisi rynnäkkökiväärin teorialle, joka on pyörinyt tutkijoiden mielissä vuosikymmeniä.

Miksi sinun pitäisi välittää?

Tässä kohtaa astun vähän filosofiselle tasolle, koska uskon tämän löydöksen ansaitsevan pohdintaa.

Olet hyvin todellisessa biologisessa mielessä muinaisen kumppanuuden tuote – kahden eliön välillä, jotka olivat todennäköisesti yhtä erilaisia kuin vain yksisoluiset eliöt voivat olla. Jokainen solusi – mitokondrioineen, tumineen ja kaikkine monimutkaisine koneistoineen – juontaa juurensa siihen hetkeen, jolloin kaksi täysin yhteensopimattoman elämänmuodon päättivät tehdä yhteistyötä.

Ja nyt, olemme käytännössä nähneet uudelleen, miltä tuo saattoi näyttää – piilossa australialaisessa kivimuodostelmassa, joka on hoitanut omaa hommaansa siitä lähtien, kun elämä keksi yhteyttämisen.

Tutkijat itse ilmaisivat sen kauniisti. Tohtori Brendan Burns Uuden Etelä-Walesin yliopistosta ehdotti, että stromatoliitit eivät ehkä ole vain paikkoja, joissa varhainen elämä kukoisti – ne saattavat kirjaimellisesti näyttää, miten monimutkainen elämä ensimmäisen kerran syntyi. Pieni malli siitä, miten erilaisten organismien väliset kumppanuudet lopulta loivat kaiken ympärillämme.

Suurempi kuva

En tiedä sinusta, mutta itseäni tämä lohduttaa jotenkin oudosti.

Elämme aikaa, jolloin erimielisyydet ja erot näyttävät hallitsevan otsikoita. Ja tässä me olemme – muistutus siitä, että jotkut luonnon perustavanlaatuisimmat prosessit – prosessit, jotka loivat kaiken kauniin ja monimutkaisen maailmassa – syntyivät yhteistyöstä eroista huolimatta.

Kaksi pientä eliötä, miljardeja vuosia sitten, rakensi sillan liian pienen nähdäkseen. Ja tuo silta teki kaiken muun mahdolliseksi.

Ehkä siellä on jokin opetus. Tai ehkä minä vain filosofoin mikrobeista. Kumman tahansa tien valitset, seuraavan kerran kun katsot peiliin, muista: katsot maapallon historian menestyksekkäimmän kumppanuuden tuotetta.

Ei hassumpi saavutus sellaiselle, joka alkoi kahdesta solusta, jotka päättivät jakaa vähän ravinteita, eikö?

Lähde: Popular Mechanics