Nejstarší mnohobuněčný organismus, nebo pseudofosilie?  
Pokud se vědcům podařilo správně interpretovat nález zajímavých fosilií, pak budeme přepisovat kapitoly o vzniku mnohobuněčného života. Vzhledem k nynějším poznatkům ho posuneme o více než dvojnásobek hlouběji do geologické minulosti Země.

 

Zvětšit obrázek
Bývalá francouzská kolonie Gabon. Sedimentární bazén Francevillian je rozsáhlé území severně od města Francevill. Jsou zde významná uranová ložiska.

Období před 2,5 až 1,6 miliardy let označujeme jako paleoproterozoikum. Je nejstarší érou starohor (proterozoika) a dosud se předpokládalo, že v těch dávných časech obývaly Zemi jenom jednobuněčné bakterie, povětšinou anaerobní, i když do tohoto období spadají vrstvy páskovaných železných rud svědčících o kyslíku v atmosféře, který produkovaly sinice a pak první zelené řasy. Biolog by připustil, že evoluce koncem paleoproterozoika již asi dospěla k prvním jednobuněčným eukaryotům (buňka má oddělené buněčné jádro), ale nad možností mnohobuněčného života by jednoznačně kroutil záporně hlavou. Jeho vznik se podle našich dosavadních představ váže až ke konci starohor, do období před asi 600 miliony let.


Dnešní vydání časopisu Nature by ale mohlo v tomto ohledu mnohé změnit. Přináší totiž článek o nálezu dosud nejstaršího mnohobuněčného organismu. Alespoň tak to tvrdí autoři studie - 21členný francouzsko-švédsko-belgicko-německo-kanadský tým vedený Abderrazakem El Albanim z francouzské Université de Poitiers.

Zvětšit obrázek
Tvořily první mnohobuněčné organismy již před 2,1 miliardy let na dně mělkých moří kolonie? Mírka bílé úsečky je 1 cm. Kredit: Albani, A. et al. Nature 2010

 

Již v roce 2008, při průzkumu unikátního paleontologicko – geologického naleziště poblíž města Francenvill v africkém Gabonu, objevil El Albaniho tým v souvrství tmavých karbonatických břidlic velmi dobře zachované, dosud neznámé fosilie. Protože jde o významnou lokalitu, doby vzniku jednotlivých vrstev sedimentárních hornin byly stanoveny již dříve. Jejich datování umožnilo určit i stáří fosilního nálezu na 2,1 miliardy let. Vědcům se ze zpevněných sedimentů podařilo „vydolovat“ již celou sbírku asi 250 zkamenělin zvláštního zploštěného oválného tvaru s nejdelším rozměrem v rozmezí 0,7 až 12 centimetrů. Velikost, pravidelný tvar a stavba fosilií vědce přesvědčily, že jde o dosud nejstarší objevený mnohobuněčný organismus. Když se paleontologové shodnou, že interpretace je správná, pak nález výrazně pozmění naše představy. Patřil by totiž pradávné mnohobuněčné živé struktuře, jež se na Zemi vyvinula o celých jeden a půl miliardy let - tedy více než 3 krát - dříve, než jsme dosud předpokládali!


Samozřejmě nejde o komplexní formy s diferencovanými orgány. I když v kameni uchované kvalitní otisky tkáně nám nikdy všechno neprozradí, vědci předpokládají, že tělo makroorganismu bylo měkké, ohebné a ploché, možná s mírně zvlněným okrajem. Mělo by jít o jakousi první formu vzájemně spolupracujících buněk dorozumívajících se pomocí biochemických signálů. Protože jednotlivé fosilie jsou si podobné, buňky si musely být „vědomé“, svého umístění ve společném útvaru. Autoři studie jsou přesvědčeni, že se tak seskupovaly bakterie, které si navzájem dokázaly chemickou cestou sdělovat informace a díky tomu vytvořit komplikovanější strukturu, než je amorfní kolonie.

Zvětšit obrázek
Dva příklady nalezených fosilií – originální snímek a různé průřezy z rentgenové mikrotomografie. Mírka úsečky je 0,5 cm. Kredit: Albani, A. et al. Nature 2010

 

Vzácné nálezy z pradávných dob vědci podrobili výzkumu těmi nejmodernějšími metodami. Pomocí iontové sondáže a hmotnostního spektrometru stanovovali prostorové zastoupení atomů síry ve zkamenělinách, aby co nejpřesněji zmapovali rozložení původního organického materiálu. Proces fosilizace tyto atomy síry zakomponoval do zrnek pyritu FeS2. To pomohlo neinvazivním a nedestruktivním způsobem zjistit přesný tvar organismu a odlišit ho od okolní sedimentární horniny. Rentgenový mikrotomograf pak umožnil zobrazit jednotlivé struktury v podobě trojrozměrných modelů a alespoň částečně rozlišit vnitřní uspořádání bez toho, aby se narušila celistvost vzorku. Protože se místy na nalezišti podařilo na ploše půl metru čtverečního objevit až 40 makroorganismů, vědci usuzují, že žily v koloniích.

I pro členy samotného týmu však zůstává nezodpovězená otázka, jestli makroorganismus tvořily prokaryotické, nebo již eukaryotické buňky. Podle stop sterolu, chemické sloučeniny typické pro fyziologické procesy všech dnešních eukaryotů, se vědci přiklánějí k buňkám s jádrem, které by pak byly nejstarší svého druhu. Ale připouštějí, že sterol mohl být prosakující vodou splaven z vyšších, a tedy mnohem mladších vrstev.

Zvětšit obrázek
Kredit: Albani, A. et al. Nature 2010

 

Mnohem jasnější je odpověď na otázku, jaké prostředí makroorganismy před 2,1 miliardy let obývaly. Žily na dně teplého mělkého moře, v hloubkách asi 20 až 30 metrů, kde příliv a bouře zajišťovaly proudění a okysličování vody. V těch dobách již atmosféra obsahovala poměrně dost kyslíku, jehož prudký nárůst spadá do období někdy před 2,45 až 2,32 miliardy let (tzv. Great Oxidation Event). Pak, před asi 1,9 miliardy let, podíl vzdušného kyslíku opět poklesl. Jeho další nárůst před asi 750 miliony let pak sebou přinesl prudký rozvoj mnohobuněčného života – kambrickou explozi před asi 530 miliony let. To vědce utvrzuje v názoru, že i na počátku starohor kyslík umožnil evoluci uskutečnit první mnohobuněčný pokus.


Je zcela přirozené, že tak nečekaný a dosavadní představy měnící objev vyvolá mezi vědci protichůdné reakce. Španělský evoluční genetik Iñaki Ruiz-Trillo z Barcelonské university nemá s interpretací nálezu problém. Sám prokázal, že geny pro mezibuněčný signální systém mají i jednobuněčné organismy. Jde tedy o velmi staré evoluční řešení. Na opačné straně „ringu“ stojí například americký paleontolog Adolf Seilacher z Yalské university, jenž nález považuje za pseudofosilie. Útvary podle něho vytvořil krystalizující pyrit, tvořící v hornině tvary odrážející změny v okolním sedimentu. Nejde tedy podle něj o žádný zkamenělý otisk živého organismu.

Zvětšit obrázek
Jak se podle dosavadních znalostí vyvíjel v závislosti na čase a vzdušném kyslíku jednobuněčný prokaryotický, eukaryotický a mnohobuněčný život. Kredit: Albani, A. et al. Nature 2010

To samé si dokonce myslí i o vlastním nálezu, který prezentoval v odborné literatuře v roce 1998. Mělo jít o 1,1 miliardy let starý fosilní eukaryotický organismus. Teď tuší, že pravděpodobně i v jeho případě jde o pseudofosilii.


Paleontologové, jemnými údery kladívek otevírající „stránky“ sedimentárních vrstev s nadějí, že objeví zkamenělý záznam pradávného života, by jistě dokázali předvést množství matoucích pseudostruktur, které mohou připomínat neznámé fosilie, ale které vznikly krystalizací minerálů z vod prosakujících ne zcela kompaktními sedimentárními horninami. Gabonské paleoproterozoické, tedy staro-starohorní souvrství (Francevillian B) bude i nadále proklepávané geology a paleontology. Snad se jim podaří jednoznačně prokázat, jestli se již před více než dvěma miliardami let dokázaly živé buňky dohodnout na jednoduché formě vzájemné kooperace, nebo se přírodě podařilo nás nějaký čas tahat za nos.





Zdroje: Science Daily, Nature NewsNature

Autor: Dagmar Gregorová
Datum: 01.07.2010 19:21
Tisk článku

Posilování organismu - Górnicka Jadwiga
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 149 Kč
cena: 128 Kč
Posilování organismu
Górnicka Jadwiga

Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni