Sinivetikad õppisid hapnikku tootma "laenatud" geenide toel ({{commentsTotal}})

Sinivetikad.
Sinivetikad. Autor/allikas: Joydeep/Wikimedia Commons

Ühe lõpp on teise algus. Umbes 2,4 miljardi aasta eest sai alguse planeedi ajaloo üks kõige ulatuslikum väljasuremine, mis sillutas samaaegselt teed pea kõigi tänapäeval nähtavate eluvormide tekkimiseks. Rühm teadlasi on nüüd saanud parema aimduse hapniku holokausti põhjustanud eluvormide päritolust.

"Kipume meid ümbritsevat elurikkust vaadates pidama hapnikku millekski enesestmõistetavaks. Tegelikult on selle olemaolu tagav molekulaarne masinavärk aga sedavõrd keerukas, et me pole õppinud veel seda täielikult jäljendama. Selle olemasolu on väikene ime," märkis uurimuse juhtivautor Woodward Fischer ERR Novaatorile antud intervjuus.

Varasemate uuringute käigus on leitud, et uuenduse taga olid sinivetikad. Esimesed tsüanobakterid võisid ilmuda Maale juba 3,5 miljardi aasta eest. Sadu miljoneid aastaid hiljem said neist vetikate kloroplastid. Millal täpsemalt nad fotosünteesiks tarviliku võimekuse saavutasid, on jäänud aga saladuseks. Pilti muutis keerukamaks 2013. aastal tehtud avastus, et veest ja süsihappegaasist ei suuda valguse toel hapnikku valmistada sugugi mitte kõik tsüanobakterid.

"Toona polnud võimalik öelda, kas Melaina-bakterid kaotasid võimekuse fotosünteesida hiljem või pole nad seda kunagi suutnud. Tarvis oli kolmandat rühma, kes oli nii fotosünteesivate tsüanobakterite kui ka Melaina-bakterite lähisugulane," selgitas Fischer. Värskes töös järjestas geoloogiaprofessor kolleegidega mitmest erinevast paigast, muu hulgas inimese kõhust, kogutud proovides leidunud pärilikkusaine. Selle käigus jäi talle 41 uut tsüanobakteriliiki.

Neist mõned eristusid teistest sedavõrd palju, et vastleitud bakterid sai liigitada täiesti uute rühma – Sericytochromatia. Kõik fotosünteesida suutvad tsüanobakterid paigutati uute leidude valguses kolmandasse rühma Oxyphobacteria. "Saame nüüd öelda, et kõigi kolme ühine esivanem ei suutnud tõepoolest hapnikku toota. Me ei osanud arvata, et fotosüntees on niivõrd hiline leiutis. Samuti annab meile küllaltki hea aimduse selle osas, millised nägid tsüanobakterid välja enne seda, kui nad fotosünteesima hakkasid," lisas professor.

Kust täpselt tsüanobakterid fotosünteesiks tarvilikud geenid hankisid, töörühm veel öelda ei oska. Kahtlustada võib horisontaalset geenitriivi. Lihtsalt öeldes sattus tänapäevaste sinivetikate esivanemasse mitmeid teistelt bakteritelt pärinevaid geene, mis võimaldasid valgusest energiat hankida.

"Juba üksikud taolised geenid oleks andnud neile teatava eelise. Need kinnistasid end tsüanobakterite genoomis. Lõpuks olid neil keerukama fotosünteesiahela tekkimiseks kõik eeldused," laiendas Fischer. Seda tüüpi fotosüntees võimaldas bakteritel edaspidi juba märkimisväärselt energiat säästa. Lisaks oli selle läbiviimiseks tarvis vaid valgust, vett ja süsihappegaasi. Neid kõiki leidus Maal külluslikult.

Fischer nentis, et kunagisi geenidoonoreid või nende järeltulijaid teadlased veel leidnud pole. "On võimalik, et nad on tänaseks väljasurnud. Möödunud on ju ometigi 2,5 miljardit aastat. Kuid oleme järjestanud kogu keskkonnas leiduvat pärilikkusainet alles viiendat aastat. Kes teab, mis meile tulevikus silma jääb," muigas professor.

Uurimus ilmus ajakirjas Science.



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: