Генетики строят родословное древо архей

Международный коллектив ученых из Великобритании, Франции, Венгрии и Швеции представил новый вариант генеалогического древа одной из основных групп живых организмов – архей (Archaea).

Ландшафт архейского эона

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».

Слева: корневое дерево архей. Справа: восстановление ML (максимальное правдоподобие) эволюции семейства архейных генов; Анализ проводился с (A) и без (B) включения линий DPANN (Diapherotrites, Parvarchaeota, Aenigmarchaeota, Nanoarchaeota, Nanohaloarchaea).

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

Источник: polit.ru