Противоречащий, какие исследователи долго думали, наши отдаленные предки не были микроорганизмами, процветавшими кипящими веснами или глубоко в гигантских ледяных покровах. Новый эволюционный анализ эукариотов — группа организмов, включающая все от грибов до людей — предполагает, что они спустились с группы микроорганизмов, распространенных в океанах и почвах.В 1970-х микробиолог Карл Уоезе из Университета Иллинойса, Равнины Урбаны, предложил новый способ классифицировать жизнь. Вместо того, чтобы сравнить физические характеристики, поскольку предыдущие ученые сделали, он сравнил короткие последовательности генов.
Где исследователи когда-то разделили все организмы на пять главных групп, включая бактерии, растения, и животных, живые существа разделения метода Уоезе среди трех областей: бактерии, eukarya, и archaea. Схема объединила все эукариоты, которые являются организмами, ДНК которых приложена в ядре, в одну многочисленную группу, и разделила прокариотов, которые являются организмами, ДНК которых не содержится в ядре в бактерии и archaea.
Бактерии включают знакомые микроорганизмы, вызывающие болезнь, и помощь делают йогурт, тогда как archaea включает микроорганизмы, живущие в чрезвычайных окружающих средах, как кипящая вода, появляющаяся из вулканических вентилей у основания океана. За прошлые 30 лет большой корпус данных подтвердил результаты Уоезе.Однако ученые все еще не знали как порожденные эукариоты.
Для обнаружения Стивен Келли, вычислительный биолог в Оксфордском университете в Соединенном Королевстве и коллегах проанализировал больше чем 3 500 групп генов с подобными функциями для создания эволюционного дерева для archaea. Исследователи тогда пытались присоединиться к своему новому филогенетическому дереву с самыми точными деревьями или для бактерий или для эукариотов. Они предположили, что бактерии и эукариоты связал с archaea единственный организм и попробовали для нахождения, какая группа archaea была самой тесно связанной с эукариотами.
Они тогда создали сотни различных деревьев путем изменения, какие разновидности archaea, развитого из того, что станет предком всем современным эукариотам. Наконец, исследователи вычислили вероятность, что каждое дерево было правильно на основе их последовательностей ДНК семейства генов.
Келли и коллеги нашли, что эукариоты являются самыми тесно связанными с недавно обнаруженной семьей archaea, известного как Thaumarchaea. В отличие от многих archaea, процветающих в кипящей серной кислоте или в арктических ледяных покровах, Thaumarchaea предпочитают намного более умеренную окружающую среду умеренных океанских вод и почв». [Thaumarchaea] может составить приблизительно 30% всех организмов в некоторых умеренных океанах», говорит Келли, бригада которой сообщит о своих результатах онлайн завтра в Продолжениях Королевского общества B., «Они очень изобилуют почвами также, и они заполняют важную экологическую нишу» путем производства нитратов, улучшающих рост растения.«Это всегда беспокоило меня, что об эукариотах [думали к], выходит из этого действительно горячего происхождения», говорит Джоэл Дэкс, биолог в университете Альберты в Канаде. Thaumarchaea предпочитают подобные температуры как современные эукариоты и разделяют некоторые генетические общие черты, такие как способ, которым они тиражируют свою ДНК, он говорит, поддерживая случай что первый эукариот, произошедший от члена Thaumarchaea.
Предыдущие гипотезы предположили, что эукариоты, развитые вместе с archaea и обеими группами, спустились от того же предка. В последние годы генетические данные вызвали сомнения относительно точности этих гипотез, и Келли говорит, что его данные в значительной степени забивают последний гвоздь в крышку гроба.
Его результаты, он говорит, ясно показывают что archaea, развитый сначала, и затем эукариоты, развитые из определенной семьи archaea.«Это исследование превосходно», Dacks завершает. «Это – хорошая часть науки, и это – хороший пример того, как думать и общаться ясно».