Исследователи из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли собрали достаточное количество доказательств для подтверждения факта нового эндосимбиоза. Это уникальное явление, по мнению ученых, за всю историю Земли происходило всего дважды, и каждый раз это было революционным событием для всей биосферы. Теперь перед нами третий такой случай – открытие получило название «нитропласт» и оно может в корне изменить понимание того, что мы называем «растениями».
Суть эндосимбиоза в том, что некий микроб из симбионта превращается в обособленный внутренний орган более высокоразвитой формы жизни. И вместо сосуществования и обмена полезными веществами они становятся единым целым, которое затем воспроизводится как новый цельный организм. При этом у «гостя» сохраняются первичные свойства, из-за чего он остается органеллой, а не органом, что и позволяет ученым понять суть происходящего.
Известно, что 2,2 млрд. лет назад древняя архея поглотила бактерию, которая превратилась в митохондрию – своего рода «электростанцию» живой клетки. Это обеспечило энергией более сложные клеточные структуры и дало начало многоклеточным формам жизни. Затем, около 1,6 млрд лет назад, клетки сумели поглотить цианобактерии, которые превратились внутри них в хлоропласты. Эти органеллы могут извлекать энергию из солнечного света, что обеспечило взрывной рост их хозяев и появление такой формы жизни как растения.
Живые клетки водорослей. Зеленые кружки — это хлоропласты
Примерно 100 млн. лет назад водоросль Braarudosphaera bigelowii поглотила цианобактерию UCYN-A. Они пока еще не превратились в нечто новое, но все признаки указывают на то, что процесс бурно развивается. Так, большинство жизненных процессов между водорослью и бактерий синхронизировались, они растут пропорционально. Бактерия перестала вырабатывать часть белков, она получает их от водоросли, при этом происходит деградация генома бактерии, которая все больше зависит от материнского организма. Из самостоятельного существа она превращается в органеллу.
Взамен UCYN-A дает Braarudosphaera bigelowii способность напрямую поглощать азот из атмосферы, отсюда и название «нитропласт». Азот считается ключевым «строительным материалом» для растений, поэтому его широко применяют в удобрениях. Получается, что водоросль обрела возможности для необычайно эффективных роста и развития, которые наверняка приведут к появлению нового живого существа.
Braarudosphaera bigelowii на разных стадиях клеточного деления. Недавно обнаруженный нитропласт обозначен голубым, ядро водоросли — синим, митохондрии — зеленым, а хлоропласты — фиолетовым
