Eukaryoty nepotrebovali na svoj vznik kyslík

Podľa endosymbiotickej teórie vznikli eukaryotické bunky spojením viacerých prokaryotických organizmov v procese nazvanom eukaryogenéza. Mitochondrie obsahujú vlastnú DNA, čo nepochybne svedčí o ich bakteriálnom pôvode. Vznik mitochondrií ako bunkových organel sa dával do súvislosti s okysličovaním atmosféry Zeme v priebehu proterozoika. Podľa pôvodnej hypotézy mala byť totiž predkom mitochondrií aeróbna baktéria. Permanentné zvýšenie obsahu kyslíka v atmosfére nad stopovú úroveň nastalo zhruba pred 2,2 miliardami rokov, avšak rozsiahle hlbokomorské oblasti ostali anoxické až do obdobia pred približne 500 miliónmi rokov. Je však zvláštne, že nie sú žiadne dôkazy, či už vo forme fosílií, alebo údajov z molekulárnych hodín, svedčiace o tom, že by mitochondrie vznikli v časovom rámci týchto dvoch veľkých okysličovacích udalostí.

Objav takzvaných asgardských archeónov v roku 2015 podporil alternatívnu hypotézu, že rané eukaryoty boli v skutočnosti anaeróbne. Prvé eukaryotické organizmy s vysokou mierou pravdepodobnosti vznikli práve spojením archeónov a baktérií. Asgardské archeóny obývajú anoxické oceánske sedimenty a sú príbuzné skôr s eukaryotami, než s inými archeónmi. Asgardy žijú syntroficky s bakteriálnymi symbiontmi, čo môže predstavovať podobnú situáciu, aká viedla pred takmer 2 miliardami rokov k vzniku prvých eukaryotov.

Aktuálne poznatky z biológie a geológie spojil a spracoval tím vedcov v novej prehľadovej štúdii, ktorej závery jednoznačne podporujú model eukaryogenézy v anoxických podmienkach. Predovšetkým objav a kultivácia asgardských archeónov poskytli silné dôkazy v prospech hypotézy, že eukaryogenéza započala syntroficky medzi hostiteľským archeónom a symbiotickou baktériou z triedy Alphaproteobacteria. Oba (pôvodne samostatné) organizmy pritom existovali v prostredí bez kyslíka. Obligátny život v okysličenej atmosfére musel teda vzniknúť až druhotne. Je to vcelku paradoxné, keď si uvedomíme, že spoločný predok všetkých rastlín, živočíchov či húb vznikol v anoxickom prostredí, čiže v podmienkach, v ktorých prevažná väčšina súčasných eukaryotov nedokáže prežiť.

Mills D. B. et al.: Nature Ecology & Evolution, 2022, DOI: 10.1038/s41559-022-01733-y