Через 12 років копіткої роботи вчені нарешті навчилися розмножувати один з найбільш загадкових різновидів мікроорганізмів на Землі.
Коли вчені провели аналіз ДНК біоматеріалів, взятих з дна Північного Льодовитого океану в далекому 2010 році, вони виявили щось дивного. У раніше невідомого організму, що належить до архівів - домену незвичайних мікроорганізмів - були виявлені ознаки, що пов'язують його з зовсім іншим доменом, еукаріотами.
Дослідники назвали свою знахідку Lokiarchaeota, на честь гідротермального вентиля Loki's Castle (англ. «Замок Локі») недалеко від Гренландії, де він і був знайдений. Майже десять років вони ламали голову над тим, чи справді їм вдалося відкрити щось унікальне, чи це був лише біологічний «бруд», який спотворював загальну картину. Однак тепер всі сумніви позаду: вперше в історії вченим вдалося виростити Lokiarchaeota в лабораторних умовах.
На практиці це означає, що тепер у мікробіологів з'явився унікальний шанс провести безліч необхідних експериментів, які допоможуть нам зазирнути далеко в минуле і відшукати найперших живих істот, що населяли молоду Землю. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature.
Дерево життя розділене на три головні гілки. Одна з них зайнята бактеріями - одноклітинними мікробами, які не мають ядра. Вони переміщуються завдяки хвилеподібним структурам, званим джгутиками. Інша гілка - це еукаріоти, організми, клітини яких містять ядра і мембрани. До них належать люди, тварини, рослини і водорості.
А ще є археї. Вони дуже схожі на бактерії в тому сенсі, що їм не вистачає ядер і мембранозв'язаних органел, і вони також використовують джгутики. Але при цьому існують кілька ключових відмінностей. Археї діляться зовсім за іншим принципом. Їхні клітинні стінки зроблені з іншого матеріалу. Їх РНК досить сильно відрізняється від РНК бактерій. Всі ці ознаки дозволяють виділити архей у самостійну гілку.
Однак Lokiarchaeota ламає цю систему, являючи собою гібрид архей і еукаріотів. І вона не самотня: дослідники також відкрили сородичів цього дивовижного мікроба, також названих на честь богів скандинавського пантеону: Thorarchaeota, Odinarchaeota и Heimdallarchaeota. Разом їх називають «археями-асгардцями». Існує припущення, що вони і можуть бути джерелами всього еукаріотичного життя на Землі. Вчені вважають, що вона народилася, коли «асгардець» поглинув бактерію, утворивши тим самим новий тип мікроорганізмів.
Звичайні бактерії, поміщені в живильне середовище, подвоюють свою чисельність всього за півгодини. У Lokiarchaeota на це пішло цілих 20 днів. Ні зміна субстрату, ні ряд інших побічних заходів так і не змогли прискорити процес. Результат своєї копіткої роботи, яка зайняла 12 років, вчені назвали Prometheoarchaeum syntrophicum на честь знаменитого титану Прометея.
Цікаво, що «Прометей» буде розмножуватися тільки в присутності одного або двох інших мікроорганізмів: архея Methanogenium і бактерії Halodesulfovibrio. Коли Prometheoarchaeum розщеплює амінокислоти в їжу, він виробляє водень, який інші мікроби з радістю поглинають. Якщо цього не відбувається, то надлишок водню в середовищі уповільнює і без того не найшвидший зріст. Це робить бактерії справжніми симбіонтами, причому тип симбіозу в даному випадку синтрофний: зростання і розмноження одного виду залежить від того, що їсть інший.
Крім того, біля архея-з-пробірки виявилися довгі щупальця, всередині яких мікроби-сімбіонти і знайшли собі притулок. Вчені припустили, що коли концентрація кисню на Землі почала збільшуватися, цей організм вступив у симбіоз з бактеріями, які активно використовують кисень - тим самим шанси на виживання обох різко збільшили.