Международный коллектив ученых из Великобритании, Франции, Венгрии и Швеции представил новый вариант генеалогического древа одной из основных групп живых организмов – архей (Archaea).
Археи – одноклеточные существа, у которых отсутствует ядро и мембранные клеточные органы. По признаку отсутствия ядра раньше архей объединяли с бактериями в единое царство прокариот и противопоставляли эукариотам – организмам, чьи клетки имеют ядро, то есть грибам, животным и растениям. Но, как установил в 1970-х годах американский микробиолог Карл Вёзе, археи представляют собой особу группу существ, у которых с бактериями не больше общего, чем с эукариотами. В итоге теперь считается, что все живое на Земле делится на три домена: бактерии, археи и эукариоты.
Возможно, археи еще и самая древняя форма земной жизни. Предполагаемые отпечатки их клеток в строматолитах имеют возраст почти 3,5 миллиарда лет. Согласно ряду гипотез, именно археи были предками эукариотических клеток. Поэтому детали эволюции архей представляются очень важными.
Сотрудник Бристольского университета Том Уильямс (Tom Williams) и его соавторы применили новый статистический подход, который использует информацию в моделях эволюции семейств генов. «С разработкой новых технологий секвенирования геномов непосредственно из окружающей среды было обнаружено много новых групп архей, – рассказывает Уильямс. – Но хотя их геномы значительно улучшили наше понимание разнообразия археи, они так и не смогли внести ясность в эволюционную историю группы. Это вызвано тем, что, как и другие микроорганизмы, археи часто получают фрагменты ДНК от отдаленно родственных организмов путем горизонтального переноса генов, что может значительно осложнить восстановление эволюционной истории».
Построив на основе статистических алгоритмов новое родословное древо архей, Уильямс и его коллеги смогли сделать вывод, что самые ранние археи были анаэробами и синтезировали органические соединения так называемым путем Вуда – Льюнгдаля, превращая углекислый газ и водород в оксид углерода и муравьиную кислоту. Сейчас такой способ существует не только у архей, но и у некоторых бактерий.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.