Keeruka elu juured võivad peituda asgardite seas ({{commentsTotal}})

Haruldasi arheid leiti ka Yellowstone'i rahvuspargist.
Haruldasi arheid leiti ka Yellowstone'i rahvuspargist. Autor/allikas: Kim Seng/Creative Commons

Rootsi mikrobioloogide juhitud teadlasrühm on leidnud terve rea päristuumsetele sarnanevaid ürge. Skandinaavia jumalate järgi nimetatud arhedes võib peituda võti, kuidas arenesid suhteliselt lihtsa ehitusega mikroobidest taimed, loomad ja lõpuks ka inimesed.

Asgardi ülemhõimkonda liigitatud paljale silmale nähtamatuid odineid, thore, lokisid ja heimdallre leiab üle terve maailma. Rangelt võttes pole aga keegi haruldasi ürge näinud isegi mikroskoobi all. Pisiolenditele jõuti jälile vaid tänu keskkonnas leiduva pärilikkusaine täielikule järjestamisele. Neist esimene – Lokiarchaeota – leiti keset Atlandi ookeani ookeanisetetest. "Nüüd näitame, et Asgardi ülemhõimkonda kuuluvaid liike kasvab ka märka kergemini ligipääsetavates ja elusõbralikemates keskkondades," sõnas uurimuse juhtivautor Thijas Ettema ERR Novaatorile antud intervjuus.

Uute liikide kaasamise järel loodud elusorganismide omavahelisi põlvnemissuhteid kirjeldavate elupuude kohaselt võib pidada asgarde või selle lähisugulasi kõigi eukarüootide ehk päristuumsete organismide nagu pärmiseente, sinilillede ja pekingi paleekoerte kaugeks eellaseks.

Enneolematu lugu
Suurema osa Maa ajaloost sai liigitada seda asustavaid eluvorme vaid kahte domeeni – bakteriteks ja arhedeks, millest viimaseid kirjeldati alles 1977. aastal. Esimesed päristuumsed organismid astusid lavale umbes 1,7 miljardi aasta eest. Olendite keerukus oli võrreldes nende eelkäijatega enneolematu. Rakkudel oli sisestruktuur. Selle eri osad täitsid erinevaid ülesandeid. Sünteesitavate molekulide rakusiseseks transpordiks läks tarvis omaette süsteemi. Seejuures on arenguhüpe leidnud miljardite aastate jooksul vaid korra.

Juhtiva teooria kohaselt mängis võtmerolli kahe domeeni liikmete ühinemine. Tõenäoliselt neelas arhe alla bakteri, mis pakkus selle ühekordseks eineks muutumise asemel sellele hoopis püsivalt lisaenergiat. Nii arhe kui ka selle geenipagas sai kasvada senisest suuremaks. Kolmas domeen oli sündinud. Bakterist sai aga aja möödudes mitokonder. Raku jõujaam, mis varustab keerukaid rakke tänase päevani. Kui toona elanud bakteri olemuse kohta on juba üht-teist selgunud – näiteks kuulus see tõenäoliselt alfaproteobakterite sekka, siis potentsiaalse arhe kohta võis teha vaid oletusi.

Thor, Loki, Odin ja sõbrad
Seda vähemalt 2015. aastani, kui Ettema töörühm tutvustas maailmale seltsi Lokiarchaeota kuuluvat Lokit. Arhe genoomist leiti mitmeid geene, mida arvati olevat seni ainuomased vaid päristuumsetele. Tegu oli parima näitega potentsiaalsest eukarüootide eellasest. Evolutsioonibioloogide kogukond sumises elevusest. Valdavalt võis vastukaja Ettema hinnangul pidada väga positiivseks. Mõned teadlasrühmad ei tunnista töös tehtud järeldusi aga tänase päevani.

"Kuid tegu on ka teemaga, mille raames on pühendunud inimesed ühe või teise hüpoteesi kinnitamiseks ja ümberlükkamiseks terve oma karjääri. Ja siis tuleb ühel hetkel "Rootsist üks täiesti tundmatu teadlasrühm", kes esitleb organisme, mis eelnevad järeldused pea peale pööravad. Kujutan ette, et seda pole väga kerge seedida," mõtiskles mikrobioloog.

Kaastööliste leidmine polnud pärast Lokit raske. Töörühmal avanes võimalus uurida lisaks Loki lossi mudale Yellowstone'i rahvuspargist, Aarhuse lahest, Colorado jõe lähistel asuvast allikast, Radiata tiigist, Taketomi saare kuumaveeallikast ja White Oaki jõest kogutud setteid. Pärilikkusaine järjestamisel leitud järjestused annavad aluse veel kolme eristatava hõimkonna tunnistamiseks, mis kannavad nimesid Thor-, Odin- ja Heimdallarchaeota. "Skandinaavia jumalaid on kokku umbes poolsada. Vähemalt ei jää meil uutele liigirühmadele nime andmisel inspiratsioonist puudu," muigas Ettema.

Tähtsamana võiksid uued ürgide hõimkonnad aidata veenda skeptikuid. Mõned teadlasrühmad pidasid Loki päristuumsetele-omaseid geene analüüsimeetodikast põhjustatud tehislikku päritolu järjestusteks. "Töö kinnitab, et mitmed toona leitud geenid on olemas ka teistes maailma eri paigus elavates liigirühmades. See pakub head vastuargumenti," sõnas mikrobioloog. Peale juba varem sõelale jäänud geenide leiti ka uusi eukarüootidele ainuomaseks peetud geene, mis pidid olemas olema ka arhede ja päristuumsete ühisel esivanemal.

Ühise esivanema jälgedes
Ettema nentis samas, et ainuüksi geenide põhjal on teha raske oletusi, milline nägi välja päristuumsetele elu andnud ürg. "Teame hetkel, mis ülesandeid täidavad need geenid eukarüootides, kuid mitte arhedes. Laboris on selle välja selgitamiseks ürgidele sobivate kasvutingimuste loomine aga väga raske. Tõenäoliselt nõuab see ebatraditsioonilisi meetodeid, näiteks nende nende leiupaigas kasvatamist," laiendas mikrobioloog. Arhede arvukus pole aga ka nende kasvukohtades võrreldes teiste mikroobidega väga suur.

Lisaks tuleb meeles pidada, et tänapäeval elavaid arheid lahutab päristuumsete esivanemast pea kaks miljardit aastat ning geenide funktsioon võib olla vahepeal muutunud. "Kuid kui peaksime järeldame, et funktsioonid sarnanevad eukarüootide geenide täidetavatele ülesannetele ja neil on näiteks pistmist midagi membraanidega, oleks tegu revolutsioonilise leiuga," sõnas Ettema.

Eelnevalt on oletatud, et võrreldavad mebraanid ja rakusisesel transpordil kasutatavad vesiikulid ilmusid rakkudesse süsteemide energiakulukuse tõttu alles pärast mitokondreid. "Me ei taha muidugi sellega öelda, et mitokondrid polnud olulised. Ma ei räägiks ilma nendeta sinuga sellest, kuid päristuumsete eellasteks olnud ürgid võisid olla veidi keerukamad, kui me seni arvanud oleme," sõnas Ettema. Teisisõnu oli asgardidel ja nende lähisugulastel päristuumseks saamiseks paremad šansid.

Mikrobioloog rõhutas, et asgardite liigiline mitmekesisus on senikirjeldatust veel oluliselt suurem. Täpsete põlvnemissuhete ja eukarüootide esinevanema leidmiseks on nende kirjeldamine ülioluline. "Praegu tundub, et kõige lähemad sugulased võivad olla meile Heimdalli mikroobid, kuid me ei suutnud seda oma puudes praegu väga veenvalt tõestada," nentis mees.

Skandinaavia mütoloogias oli Heimdallril kuldhambad, terav nägemine ja kuulmine, jumalus teadis sündmustest enne juhtumist ning hoidis silmi lahti läheneva Ragnaröki ehk maailmalõpu suhtes. Ennustuste kohaselt lõpetab Heimdallri ja pettuste jumala Loki kohtumine Ragnaröki ajal mõlema elu.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature.



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: