Složitý život začal téměř o miliardu let dříve, než jsme si mysleli

Nový výzkum naznačuje, že složitý život se začal formovat téměř o miliardu let dříve, než se dosud myslelo. Vědci pomocí rozšířeného přístupu molekulárních hodin zmapovali jasnější časovou osu vývoje raných genových rodin. Zjistili, že klíčové eukaryotické rysy se objevily dlouho předtím, než se mitochondrie nebo atmosférický kyslík staly hojnými. Výsledkem je nový evoluční model, který přepisuje příběh raného života.

Raný vznik složitého života
Nový výzkum odhalil, že složitý život se začal formovat mnohem dříve a v delším časovém horizontu, než vědci dosud předpokládali. Zjištění nabízí nový vhled do podmínek prostředí, které formovalo ranou evoluci, a zpochybňují několik dlouhodobých vědeckých myšlenek v této oblasti.

Studie, vedená University of Bristol a publikovaná v časopise Nature 3. prosince 2025 uvádí, že složitější organismy vznikly dlouho předtím, než se kyslík stal hojným v zemské atmosféře. Kyslík byl dlouho považován za nezbytný pro vývoj pokročilého života, ale výsledky naznačují, že tento požadavek nemusí platit pro nejranější fáze evoluce.

„Země je stará přibližně 4,5 miliardy let a první mikrobiální formy života se objevily před více než 4 miliardami let. Tyto organismy se skládaly ze dvou skupin – bakterií a odlišných, ale příbuzných archeí, souhrnně označovaných jako prokaryota,“ uvedla spoluautorka studie Anja Spangová z Department of Microbiology & Biogeochemistry at the Royal Netherlands Institute for Sea Research.

Prokaryota dominovala planetě stovky milionů let, než se objevily složitější eukaryotické buňky. Do této druhé skupiny patří řasy, houby, rostliny a živočichové.

Znovuobjevení původu eukaryot
Davide Pisani, profesor na Phylogenomics in the School of Biological Sciences at the University of Bristol a spoluautor studie, vysvětlil: „Předchozí představy o tom, jak a kdy se raná prokaryota transformovala do složitějších eukaryot, byly do značné míry v oblasti spekulací. Odhady sahají až do doby miliardy let, protože neexistují žádné přechodné formy a chybí definitivní fosilní důkazy.“

Aby se mezinárodní tým vypořádal s těmito nejistotami, rozšířil stávající techniku „molekulárních hodin“, která odhaduje, kdy druhy naposledy sdílely společného předka.

„Přístup byl dvojí: sběrem sekvenčních dat od stovek druhů a jejich kombinací se známými fosilními důkazy jsme byli schopni vytvořit časově rozlišený strom života. Tento rámec jsme pak mohli použít k lepšímu vyřešení načasování historických událostí v rámci jednotlivých genových rodin,“ dodal spoluautor profesor Tom Williams z Department of Life Sciences at the University of Bath.

Porovnáním více než 100 genových rodin napříč různými biologickými systémy a zaměřením se na vlastnosti, které odlišují eukaryota a prokaryota, začali vědci rekonstruovat sled událostí, které formovaly vznik složitějšího života.

Mnohem dřívější začátek buněčné komplexity
Tým zjistil, že přechod ke komplexitě začal zhruba před 2,9 miliardami let, což je téměř o miliardu let dříve, než uváděly některé předchozí odhady. Jejich výsledky také naznačují, že jádro a další vnitřní buněčné struktury se vytvořily dlouho před mitochondriemi.

„Proces kumulativní komplexifikace probíhal po mnohem delší dobu, než se dříve myslelo,“ uvedl Gergely Szöllősi, vedoucí oddělení evoluční genomiky založené na modelech na Okinawa Institute of Science and Technology (OIST).

Tato zjištění umožnila vědcům vyloučit několik existujících hypotéz o eukaryogenezi (evoluci komplexního života). Protože jejich výsledky plně neodpovídaly žádnému současnému modelu, představili nový scénář nazvaný „CALM“ – Complex Archaeon, Late Mitochondrion.

Představení modelu CALM
Vedoucí autor Christopher Kay, výzkumný pracovník na Research Associate in the School of Biological Sciences at the University of Bristol, vysvětlil: „To, co odlišuje tuto studii, je detailní zkoumání toho, co tyto genové rodiny skutečně dělají – a které proteiny interagují s nimi – to vše v absolutním čase. K tomu bylo zapotřebí kombinace řady oborů: paleontologie pro stanovení časové osy, fylogenetiky pro vytvoření věrných a užitečných stromů a molekulární biologie pro poskytnutí kontextu těmto genovým rodinám. Byla to těžká práce.“

„Jedním z našich nejvýznamnějších zjištění bylo, že mitochondrie vznikly výrazně později, než se očekávalo. Načasování se shoduje s prvním podstatným nárůstem atmosférického kyslíku,“ uvedl Philip Donoghue, profesor paleobiologie na School of Earth Sciences at the University of Bristol. „Tento poznatek přímo propojuje evoluční biologii s geochemickou historií Země. Archeální předchůdce eukaryot začal vyvíjet komplexní prvky zhruba miliardu let předtím, než se kyslík stal hojným, v oceánech, které byly zcela anoxické.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/complex-life-started-nearly-a-billion-years-earlier-than-we-thought/

autor: František Martinek