La prima vedere, stromatoliții și rudele lor apropiate, covoarele microbiene, pot părea puțin mai mult decât roci întunecate și antice. În realitate, ele sunt comunități dense, stratificate, construite de microbi. Acum miliarde de ani, înainte ca animalele și plantele să existe, stromatoliții au ajutat la eliberarea unora dintre cele mai timpurii oxigen în atmosfera Pământului. Acum, un studiu publicat în Current Biology sugerează că aceste formațiuni neobișnuite ar putea păstra, de asemenea, indicii despre un alt eveniment major din istoria Pământului: apariția vieții complexe.

Profesorul asociat Brendan Burns, microbiolog evoluționist la UNSW Sydney, face parte dintr-o echipă de cercetare care a descoperit un microb necunoscut anterior, care trăiește în strânsă asociere cu un alt organism în interiorul acestor "fosile vii". Proiectul, coordonat împreună cu cercetători de la University of Technology Sydney și Universitatea din Melbourne, ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine un mister evoluționist fundamental: cum celulele relativ simple au început să coopereze și, în cele din urmă, au dat naștere unor forme de viață mult mai complexe.

"Stromatoliții ar putea fi mai mult decât 'doar' un leagăn al vieții unde viața microbiană timpurie a înflorit", spune conf. univ. Burns. "Ei ne-ar putea spune și cum a apărut pentru prima dată viața complexă."

Stromatoliții și covoarele microbiene au apărut pentru prima dată acum miliarde de ani, dar nu au dispărut. Ele se formează și astăzi în Shark Bay, un sit inclus în Patrimoniul Mondial din Australia de Vest. Probele colectate acolo l-au condus în cele din urmă pe conf. univ. Burns și colegii săi la izolarea unui membru al arheelor Asgard, un grup neobișnuit de microbi despre care se crede că sunt strâns înrudiți cu strămoșii eucariotelor, care sunt celulele care alcătuiesc toate plantele și animalele, inclusiv oamenii.

O idee de lungă durată în biologie propune că prima celulă eucariotă s-a dezvoltat printr-un parteneriat intim între o arhee antică și o bacterie. Conform acestei teorii, un organism a înghițit în cele din urmă pe celălalt, iar această relație a produs în cele din urmă mitocondriile, structurile producătoare de energie găsite în interiorul celulelor complexe. Cu toate acestea, oamenilor de știință le-au lipsit dovezi directe care să arate cum ar fi arătat un astfel de parteneriat timpuriu. Noua cercetare oferă primele dovezi vizuale ale unei arhee Asgard care interacționează fizic cu o bacterie prin conexiuni extrem de subțiri, asemănătoare unor tuburi, numite nanotuburi.

"Acesta ar putea fi un mic model pentru modul în care au început aceste tipuri de parteneriate și au format în cele din urmă eucariote", spune conf. univ. Burns.

Secvențierea genetică a arătat că ADN-ul organismelor era prezent în probe, dar obținerea microbilor să crească în laborator, astfel încât cercetătorii să-i poată studia direct, s-a dovedit mult mai dificilă. "A durat patru sau cinci ani în laborator", spune conf. univ. Burns. "Mult timp, optimizând și urmărind diferite umbre." Arheele Asgard sunt notoriu de dificil de cultivat departe de habitatele lor naturale. Cercetătorii nu au putut crește organismele singure, iar conf. univ. Burns spune că această dificultate ar putea dezvălui ea însăși ceva important despre biologia lor. "Faptul că nu am putut niciodată să obținem aceste organisme în cultură pură este probabil pentru că ele depind întotdeauna de alte organisme pentru a supraviețui", spune el.

Cercetătorii au făcut în cele din urmă progrese folosind cryotomografia electronică, o metodă de imagistică 3D de înaltă rezoluție capabilă să dezvăluie structuri la scara unei milionimi de milimetru. Imaginile au arătat arheea și bacteria conectate fizic prin nanotuburi bacteriene. Cercetătorii au observat, de asemenea, arheea producând lanțuri de vezicule înmugurite, împreună cu structuri elaborate asemănătoare tuburilor. Cei doi microbi păreau să se completeze reciproc chimic, fiecare producând compuși pe care celălalt i-ar putea folosi, inclusiv vitamine, nutrienți și hidrogen.

Coautorul, profesorul asociat Debnath Ghosal de la Universitatea din Melbourne, spune că capturarea directă a unei interacțiuni între o arhee Asgard și o bacterie este deosebit de semnificativă. "Această descoperire ne aduce cu câțiva pași mai aproape de înțelegerea modului în care co