На Юконе обнаружено одноклеточное ископаемое с армирующими включениями

В Канаде обнаружено самые ранние окаменелости, внедренные в горную породу, в которых найдено доказательства осуществления процесса упрочнения тканей на клеточном уровне, известного как биоминерализация. Изучая микрофотографии найденного организма, в частности, строение его цитоскелета, ученые пришли к выводу, что это биологическое существо, жившее около 810 миллионов лет назад.

Открытие принадлежит команде исследователей, объединяющей ученых из разных научных заведений США. Исследовательскую группу возглавила Фиби Коэн из Williams College в Уильямстауне, штат Массачусетс, США. Ученые опубликовали известие о своей находке в электронном журнале с открытым доступом Science Advances. В статье детально описано как они нашли образец, какие его особенности были обнаружены, какие методы исследования применялись.

Ученые заключили, что ископаемое следует отнести к эукариотам. Это первые сложные организмы, возникшие на Земле более 2,5 миллиардов лет назад. Эукариоты отличаются от прокариотов характерным размером клетки, наличием клеточного ядра и органелл. Их клетки ограничены мембранами и содержат сформированное ядро, заключенное в оболочку. Все существующие на сегодняшний день живые существа, кроме архей и бактерий, являются эукариотами.

Окаменелость была найдена в составе группы каменных пород, грязи, сланца и известняка, принесенного учеными в лабораторию для дальнейшего исследования. Раскопки проводились среди каменистых пород гор Огильви канадского полуострова Юкон, в местности, называемой Fifteenmile Group. Для выделения объекта исследования из окружающей среды, взятые образцы карбонатных пород были растворены в слабых кислотах. Отдельная клетка, являющая собой древнейший ископаемый организм, была выловлена из растворенной горной породы, после чего помещена на миниатюрную медную сетку для дальнейшего анализа с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) высокого разрешения. Для этого Фиби Коэн подобрала клетку, используя тончайшую иглу, а затем отправилась вместе с ней в ручной клади в Оксфордский университет для дальнейшего анализа. Результаты ПЭM показывают, что костяк клетки изготовлен из неизмененного фосфата кальция, что подтвердило предположение о способности организма к биоминерализации. Исследователи сообщают, что они четко идентифицировали длинные и тонкие минерализованные волокна внутри найденной клетки. Такие формы включений, как сообщает команда, исключают геологическое происхождение окаменелости.

Как показали результаты исследований минерализованных частей ископаемого, найденный экземпляр жил около 810 миллионов лет назад, во времена Неопротерозойской эпохи, когда весь теперешний Юкон был покрыт океаном. Ученые считают, что вследствие активных геологических процессов, происходящих в то время в земной коре, морская вода, под которой находились горы Fifteenmile Group, была обогащена растворенным фосфатом кальция. Это соединение было успешно абсорбировано крошечными одноклеточными, существовавшими в то время, и использовалось ими для создания затвердевших областей внутри клетки. То есть, найденный организм – один из первых, способных к биоминерализации.

Биоминерализация является важнейшей способностью живых организмов, позволяющей им генерировать твердые ткани. Огромное количество современных животных воспроизводят прочные части тела, что делает их более устойчивыми к влиянию внешней среды. Например, толстые кости и зубы у млекопитающих, раковины в моллюсках появляются в результате естественной минерализации, происходящей вследствие усвоения определенных элементов с пищей. Но долгое время оставалось неизвестным, когда у организмов возникла способность создавать такие полезные структуры. В процессе минерализации минералы, которые попадают в организм обычным способом, претерпевают ряд химических изменений, что необходимо организму, например, чтобы сделать ткани более твердыми и упругими, или же для создания костей или зубов.

Кроме гидроксиапатитовых нитей, которые четко видны на микрофотографиях найденной одноклеточной микрофоссилии, примечательно то, что ее клетка окружена множеством однотипных пластинок. Кластер биоминерализированных окаменелостей внутри, как и твердые пластинки снаружи, вероятно, служили для усиления каркаса клетки.

Исследователи отмечают важность находки на Юконе, так как она позволяет отследить прогресс в развитии организмов, являясь одним из наиболее ранних известных экземпляров. Возможно, полагаясь на новые данные, ученым удастся лучше понять эволюцию минерализации в живых существах.

Поделиться с друзьями: