Найдено древнейшее свидетельство симбиоза животных и микробов

Международная команда ученых под руководством Чжэньфэя Вана и Юнбо Пэна из Нанкинского университета обнаружила свидетельства симбиоза между животными и микробами в окаменелости возрастом 550 миллионов лет, найденной на юге Китая. Образцы принадлежат многоклеточному организму из рода Conotubus, обитавшему в океанах эдиакарского периода (635–541 миллион лет назад). До этого  древнейшие доказательства таких симбиотических отношений датировали временем на 100 миллионов лет раньше. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.  

Эдиакарский период был временем колоссальных климатических изменений. Он начался после глобального оледенения «Земля-снежок» и закончился в эпоху едва ли не самого сильного потепления в истории планеты. Уровень содержания кислорода в океане постоянно колебалось, в нем накапливался сероводород — газ, смертельно ядовитый для большинства живых организмов. Симбиоз с окисляющими серу микробами мог стать одним из ключевых адаптивных механизмов, позволивших животным выживать и эволюционировать в этих экстремальных условиях.

Обнаружить следы симбиоза в эдиакарских слоях крайне сложно. Палеонтологическая летопись фрагментарна, и даже если удастся найти хорошо сохранившуюся окаменелость, в ней практически невозможно зафиксировать наличие микробных клеток. Поэтому ученые обратились к изучению геохимических показателей, которые раскрывают, какие биохимические процессы протекали внутри организма при жизни. Объектом исследования стал трубчатый организм Conotubus, в защитной оболочке которого измерили соотношение стабильных изотопов серы и молибдена.

Изотопный анализ показал, что Conotubus жил в симбиозе с бактериями, способными использовать сероводород в качестве источника энергии. Бактерии-партнеры выполняли двойную функцию. С одной стороны, они нейтрализовывали ядовитое соединение, превращая его в безвредные сульфаты, с другой —поставляли хозяину органические вещества, синтезированные за счет энергии окисления. Благодаря этому Conotubus мог занимать экологические ниши, непригодные для большинства прочих животных того времени, — зоны с повышенным содержанием сероводорода, где конкуренция с другими видами была минимальна. 

Работа предлагает новый взгляд на современные микробиомы. Сегодня около половины клеток нашего тела — бактериальные. Многие из них помогают нам переваривать пищу или бороться с инфекциями. Как показало исследование, подобные партнерские отношения уходят корнями в докембрийскую эпоху и, по-видимому, были заложены еще на заре существования животной жизни. Вопрос о том, насколько распространен был симбиоз с микроорганизмами среди эдиакарской фауны, пока остается открытым.

Палеонтологи впервые обнаружили цветы и шмелей окаменевшими вместе

Как дышали первобытные микробы без кислорода — наука нашла ответ

В Венгрии нашли ключ к тайнам древнейших окаменелостей Земли

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX