Timót, Xénia
-5 °C
0 °C
Index - In English In English Eng

Magyar kutató írja át az evolúció történetét

2019.12.13. 11:08 Módosítva: 2019.12.13. 11:40

Az élet jelenleg legelfogadottabb rendszertani felosztása szerint az élőlények három doménre (birodalomra) oszthatók: vannak a sejtmaggal rendelkező eukarióták (ide tartozik gyakorlatilag az összes látható élőlény, minden állat, növény és gomba), a baktériumok és az archeák. Utóbbi csoport sokkal kevésbé ismert a másik kettőnél, gyakran a legszélsőségesebb környezetben fordulnak elő.

Az archeák rendszertani helye eddig sem volt egyértelmű. A tudomány mai állása szerint az élet fájának első elágazása egyik oldalon a baktériumokat, másik oldalon az archeákat és az eukariótákat eredményezte. Ezt az elágazást közvetlenül követte az archeák és eukarióták különválása.

Az archeákat először a legszélsőségesebb élőhelyeken, például a Yellowstone Park hévforrásaiban (képünkön) találták meg
Az archeákat először a legszélsőségesebb élőhelyeken, például a Yellowstone Park hévforrásaiban (képünkön) találták meg
Fotó: Wikipédia

Egy másik elmélet szerint – amiről eddig ritkán olvashattunk tankönyvekben – csak két domén létezik, mivel az eukarióták valójában az archeákból fejlődtek ki. A Szöllősi Gergely, az MTA-ELTE Lendület Evolúciós Genomika Kutatócsoport vezetője és Tom Williams, a Bristoli Egyetem kutatója által irányított nemzetközi kutatócsoport döntő jelentőségű genetikai bizonyítékot talált második elméletre. Arra, hogy az eukarióták az archeákból származnak, vagyis az eddigi három domén helyett valójában csak kettő létezik.

A tankönyveket pedig át kell írni.

Mik is ezek az archeák? A név az ősiségükre utal, mert korábban azt hitték, hogy ezek még a baktériumoknál is ősibb létformák (egykoron még archebaktériumoknak is nevezték őket, ami totális tévedés). Az archeák első ránézésre valóban hasonlítanak a baktériumokra, hiszen nincsen sejtmagjuk (vagyis prokarióták), és legtöbbjük sejtalakja is a baktériumokat idézi.

A molekuláris és sejtműködésbeli jellemzőik egyes részletei, így például a fehérjeszintetizáló apparátusuk alapján azonban az eukariótákhoz állnak közelebb. A sejthártyájuk pedig teljesen egyedi. Nem véletlen, hogy jelenleg olyan környezetekben fordul elő többségük (bár az utóbbi időszakban az emberi bélben és a bőrön is találtak néhányat), amelyek az élőlény túlnyomó többsége számára kibírhatatlanok. Egyes fajaik fémionokat, hidrogént, sókat képesek hasznosítani táplálékként, és hőtűrő képességük is bámulatos.

Ahogy a hetvenes évek végétől kezdve egyre több génszekvenálási adat állt rendelkezésre, a rendszertankutatók egyre magabiztosabbakká váltak abban, hogy az élővilág három doménre osztható. Már a nyolcvanas évek elején voltak azonban arra utaló jelek, hogy a háromdoménes felosztás nem helyes. Bár a fejlettebb, kifinomultabb leszármazási modellek erre sorra hoztak újabb bizonyítékokat, ennek ellenére a kétbirodalmas rendszer évtizedekig nem tett szert különösebb népszerűségre a tudományos közösségben

– mondta el az Indexnek Szöllősi Gergely, aki munkatársaival a Nature társlapjában jelentette meg az evolúciós törzsfát alapjaiban megrengető felfedezéseit. Az utóbbi években egyre gyűltek azok az adatok, amelyek arra utaltak, hogy az eukarióta leszármazási ág, ami magába foglalja a zöldmoszatoktól a kék bálnáig az összes komplex többsejtűt, köztük az embert is, az archeák közül származik.

A fordulópont 2015-ben jött el a vitában, amikor hévforrásokban olyan archeákat fedeztek fel, amelyek már egyértelműen az eukariótákra hasonlítottak jobban. Bár magát az archeasejtet senki sem látta, a génszekvenciáit izolálták. Ebben pedig egyértelműen voltak eddig csak eukariótákban megtalálható gének. A vita azonban ettől sem csillapodott, a három domén védői erősen tartották állásaikat.

Az új adatok alapján legvalószínűbb, kétdoménes törzsfa. Az eukarióták az archeákból alakultak ki
Az új adatok alapján legvalószínűbb, kétdoménes törzsfa. Az eukarióták az archeákból alakultak ki
Fotó: MTA.hu

„Itt következtünk mi, arra vállalkoztunk, hogy az eddigi legátfogóbb módon elemezzük az összes meglévő genetikai adatot az archeákkal kapcsolatban – folytatta a kutató. – A különböző leszármazási modellek alapján evolúciós törzsfákat generáltunk, majd szimuláltuk az egyes gének evolúcióját a generált fák mentén. Azt tekintettük jó modellnek, amely a szimuláció végén a valós génekhez, fehérjékhez hasonló molekulákat eredményezett.”

A kutatás során több mint 3000 géncsalád leszármazási adatait elemezték, olvasható az MTA honlapján. Az eredmények megerősítették a kétdoménes elméletet. A kutatás nemcsak a rendszerezés alapvető kategóriáit borítja föl, de az eukarióta sejt eredetének megértéséhez is sokkal közelebb visz minket.

Arról ma már konszenzus van, hogy a valódi sejtmaggal és különféle sejtszervecskékkel rendelkező eukarióta sejtek úgy alakultak ki, hogy valamiféle őssejt befogadott egy baktériumot, a ma minden eukarióta sejt parányi erőműveként működő mitokondrium ősét, és együtt alakították ki a biológiai komplexitás ma ismert sokszínűségét.

A kérdés azonban megmaradt: milyen is volt a kiindulópontot képező proto-eukarióta sejt? Nos, a mostani kutatás erősen valószínűsíti, hogy ez bizony egy archea volt, amelyben már számos olyan gén őse ott volt, amelyek később az eukarióta sejtekben is működtek és fennmaradtak.