Как организмы выживали в древних токсичных морях: найдена разгадка

В древних океанах Земли эукариоты научились изолировать мышьяк в клетках, чтобы выжить в токсичной среде. Жизнь находила способы приспособиться к экстремальным условиям / Источник: Freepik

Международная группа ученых, в которую вошли исследователи из университета Пуатье и Кардиффского университета, раскрыла механизм, позволивший древнейшим формам жизни на Земле справляться с токсичным мышьяком. Исследователи обнаружили, что сложные формы жизни (эукариоты) накапливали мышьяк в специальных отсеках внутри своих клеток, что помогало нейтрализовать яд.

С помощью передовой рентгеновской микроскопии ученые проанализировали окаменелости возрастом 2,1 млрд лет из  Франсвилльского бассейна в Габоне, и обнаружили, что мышьяк был локализован в специальных клеточных отсеках. Организмы обладали активной стратегией детоксикации, а не просто подверглись загрязнению извне. Такая адаптация помогала выживать в условиях, когда рост уровня кислорода в атмосфере спровоцировал повышение содержания арсената — особенно опасной формы мышьяка, способной нарушать обмен фосфатов, жизненно необходимых клеткам.

Трехмерное изображение макроскопического многоклеточного организма, возраст которого составляет 2,1 млрд лет (Франсвильский бассейн, Габон). Получено с помощью рентгеновской микротомографии / Источник: Университет Кардиффа

Парадоксально, но концентрация мышьяка в морской воде в тот период была относительно низкой. Тем не менее, в клетках организмов его оказалось много, что свидетельствует о высокой чувствительности к элементу и необходимости защитных механизмов. Позднее, когда вулканическая активность возросла, а уровень кислорода в океане вновь снизился, эти организмы вымерли.

Авторы считают, что устойчивость к мышьяку была не случайной мутацией, а важным эволюционным приобретением. Более того, подобные способы детоксикации, вероятно, возникали на Земле неоднократно. Это подчеркивает, насколько важным было умение противостоять яду, чтобы сложная жизнь могла развиваться даже в экстремальных условиях молодой планеты.