Воссоздание эволюции Amoebozoa показывает значительное разнообразие видов докембрия. Это исследование меняет представление о том, как развивалась жизнь в очень отдаленном прошлом, и углубляет понимание текущего изменения климата.
Бразильские ученые восстановили эволюционную историю амеб и показали, что в конце докембрийского периода, по крайней мере, 750 миллионов лет назад жизнь на Земле была гораздо более разнообразной, чем по классической теории.
Исследование выявило восемь новых родовых линий Thecamoebae, самой большой группы в Амебозоа. Thecamoebians известны как testates из-за их твердого наружного панциря или раковины.
На интерпретации эволюции земной атмосферы и изменения климата также влияет открытие, что амебы более разнообразны, чем считалось ранее.
В этом исследовании ученые из университета биологии в Бразилии в партнерстве с коллегами из государственного университета Миссисипи в США использовали инновационные методы реконструкции филогенетического (эволюционного) дерева Thecamoeba, которая относится к отряду Arcellinida.
Результаты показали, что, по крайней мере, 750 миллионов лет назад, предки thecamoebians уже развивались. Этот вывод указывает на то, что поздний докембрий был более разнообразным, чем считалось ранее.
По мнению ученых, им удалось распутать один из узлов эволюционной теории о жизни на планете.
Исследователи полностью разобрали предыдущую классификацию фекамебов. Они разработали прочную структуру и впервые обнаружить восемь глубоких линий.
Старая классификация подвергалась сомнению в течение нескольких лет, но для ее уничтожения требуется больше доказательств. Предыдущие генетические исследования показали, что классификация является неустойчивой, но недостаточно данных для обоснования новой классификации.
Научное сообщество заподозрило, что амебы arcellinid testate появились и эволюционировали достаточно, чтобы диверсифицировать около 750 миллионов лет назад. Сейчас исследователям удалось продемонстрировать эту гипотезу.
По словам ученых, в исследовании представлен иной взгляд на то, как развивались микроорганизмы на планете. Поздний докембрий считался периодом низкого биотического разнообразия с несколькими видами бактерий и некоторыми простейшими.
Именно в этот период 800 миллионов лет назад океаны стали насыщаться кислородом. Долгое время предполагалось, что оксигенация привела к диверсификации эукариот, одноклеточных и многоклеточных организмов, в которых ядро клетки изолировано мембраной, что привело к диверсификации макроорганизмов миллионы лет спустя в кембрии. Геофизики обнаружили, что этот процесс был медленным и, возможно, длился около 100 миллионов лет.
Однако ученые не знают, какое давление спровоцировало эту оксигенацию. Независимо от причины, оксигенация в конечном итоге привела к появлению большего количества ниш, эукариоты диверсифицировались, и конкуренция за ниши возросла. Один из способов разрешить конкуренцию состоял в том, чтобы некоторые линии стали больше и, следовательно, многоклеточными. Исследование также способствовало лучшему пониманию сегодняшнего изменения климата.
Эти изменения могли иметь биологическое происхождение. Это поможет понять климатические изменения, которые мы сейчас испытываем.
Предполагается, что VSM являются окаменелостями амеб завитков. Они одноклеточные и эукариотические и имеют внешний скелет. Значительное разнообразие ВСМ было задокументировано для неопротерозойской эры, которая охватывала от 1 миллиарда до 541 миллиона лет назад и была конечной эрой докембрия.
Хотя окаменелости не содержат генетической информации, можно получить морфологическую и композиционную информацию и проверить, являются ли они органическими или кремнеземными.
В дополнение к отсутствию ДНК-содержащих окаменелостей, исследователи столкнулись с еще одним препятствием в реконструкции филогенетического дерева: фекамебы не могут культивироваться в лаборатории, и поэтому генетическое секвенирование традиционными средствами исключается.
Решение этой проблемы состояло в использовании метода одноклеточных транскриптомов для анализа филогенетики. Были секвенированы целые транскриптомы arcellinid amoebae, используя живые образцы. Это дало несколько тысяч генов и около 100 000 точек данных, дающих филогенетическое дерево, которое никогда не было замечено раньше.
В этом исследовании специалисты отобрали 250 генов для построения филогенетического дерева. По мнению исследователей, не стоит смотреть только на одну клетку, когда вы изучаете экспрессию генов, потому что разрешение будет недостаточным. Однако в эволюционном исследовании это не имеет значения. Нужно получить последовательность, а не количество раз, когда ген экспрессируется.
