Клетка внутри клетки: забытая история самого важного партнёрства на планете

Притормози на секунду. Вдумайся.

Около двух миллиардов лет назад — а может и раньше, учёные до сих пор спорят о точной дате — две одноклеточные особи заключили, пожалуй, самую выгодную сделку в истории жизни на Земле.

Одна была археей. Другая — бактерией.

Они сблизились. Слились воедино. И на свет появилось... всё.

Все растения. Все животные. Все грибы. Каждое существо, которое ты когда-либо видел, включая тебя самого. Всё это — потомки одного невероятного союза.

Загадка появления сложной жизни

Вот что мы знаем наверняка. Где-то между 1,8 и 2,7 миллиарда лет назад произошло слияние двух микробных форм жизни. Так появилась первая «эукариотическая» клетка — та самая, у которой есть ядро и весь внутренний механизм, необходимый для сложных организмов.

Но вот как именно это случилось? Вот где затык.

Бактерии и археи — оба одноклеточные, но они отличаются друг от друга сильнее, чем можно подумать. Представь двух дальних родственников, говорящих на разных биологических языках. Оба простые, оба микроскопические, но работают принципиально по-разному.

Так как же этим биологическим «иностранцам» удалось настолько подружиться, чтобы слиться во что-то совершенно новое?

Именно здесь вступает новое исследование.

Древние микробные мегаполисы

Учёные изучают так называемые строматолиты — представь себе древние многоэтажки, построенные целиком из микробов. Эти образования, найденные в том числе в заливе Шарк-Бей в Западной Австралии, созданы цианобактериями, живущими плотными слизистыми коврами. Это одни из древнейших живых структур на планете — практически без изменений на протяжении миллиардов лет.

Некоторые называют их «живыми ископаемыми», и, честно говоря, это точное описание.

Эти микробные маты — своего рода капсулы времени. Когда исследователи из нескольких австралийских университетов собрали образцы из Шарк-Бей и изучили их в лаборатории, они обнаружили кое-что удивительное.

Внутри обитал представитель семейства асгардных архей (группа, открытая только в 2015 году и названная в честь скандинавской мифологии — учёные явно неравнодушны к мифам). Этот конкретный архей жил бок о бок с определённым типом бактерий.

И вот тут начинается самое интересное.

Мост из нанотрубок

Два организма были соединены так называемыми «нанотрубками» — крошечными тонкими трубочками, связывающими архею с бактерией. Речь о структурах настолько мелких, что миллион таких трубочек в ряд едва бы потянул на миллиметр.

Эти мостики были не просто физическим соединением. Исследователи выяснили, что каждый микроб производит вещества, которые нужны другому — витамины, питательные элементы, даже водород. Они делились ресурсами, создавая систему взаимной поддержки.

Это по-настоящему круто, и вот почему.

Учёные давно предполагали, что в основе того самого слияния, породившего сложную жизнь, скорее всего, было подобное тесное взаимодействие. Но увидеть реальное доказательство того, как асгардная архея и бактерия взаимодействуют таким образом? Это огромный шаг. Как если бы наконец нашли улику, подтверждающую теорию, которая витала в воздухе десятилетиями.

Почему тебя это должно волновать?

Тут я немного пофилософствую, потому что это открытие заслуживает осмысления.

Ты — в самом прямом биологическом смысле — результат древнего партнёрства двух существ, которые были, вероятно, настолько разными, насколько это вообще возможно для одноклеточных организмов. Каждая клетка твоего тела — с её митохондриями, ядром и всей этой сложной внутренней начинкой — ведёт родословную к тому моменту, когда два абсолютно несовместимых типа жизни решили работать вместе.

И теперь мы, по сути, наблюдаем повтор того, как это могло выглядеть — спрятанный внутри скальной формации в Австралии, которая существует с тех пор, когда жизнь только научилась фотосинтезу.

Сами исследователи выразились красиво. Доктор Брендан Бёрнс из Университета Нового Южного Уэльса предположил, что строматолиты могут быть не просто местом, где расцветала ранняя жизнь — они буквально показывают нам, как впервые появилась сложная жизнь. Живую модель того, как партнёрство между разными типами организмов породило всё, что нас окружает.

Широкая картина

Не знаю, как тебя, но меня это греет в каком-то странном смысле.

Мы живём во время, когда расколы и различия, кажется, правят информационным пространством. А тут — напоминание о том, что самые фундаментальные процессы в природе — процессы, создавшие всё красивое и сложное в нашем мире — родились из сотрудничества через границы различий.

Два крошечных организма, миллиарды лет назад, построили мост, слишком маленький для глаз. И этот мост сделал возможным всё остальное.

Может, в этом есть урок. А может, я просто чересчур философствую насчёт микробов. В любом случае, в следующий раз, когда посмотришь в зеркало, помни: ты смотришь на результат самого успешного партнёрства в истории Земли.

Неплохо для начинания, которое состояло из двух клеток, решивших поделиться питательными веществами, правда?