İlk bakışta, stromatolitler ve yakın akrabaları olan mikrobiyal matlar, karanlık, antik kayalardan biraz daha fazlası gibi görünebilir. Gerçekte, mikroplar tarafından inşa edilmiş, yoğun biçimde paketlenmiş, katmanlı topluluklardır. Milyarlarca yıl önce, hayvanlar ve bitkiler var olmadan önce, stromatolitler Dünya atmosferine en erken oksijenin bir kısmını salınmasına yardımcı oldu. Şimdi, Current Biology'de yayınlanan bir çalışma, bu sıra dışı oluşumların Dünya tarihindeki bir başka büyük olaya, karmaşık yaşamın ortaya çıkışına dair ipuçlarını da koruyabileceğini öne sürüyor.

UNSW Sydney'de evrimsel bir mikrobiyolog olan Doçent Brendan Burns, bu 'yaşayan fosillerin' içinde başka bir organizmayla yakın ilişki içinde yaşayan, daha önce bilinmeyen bir mikrobu keşfeden bir araştırma ekibinin parçasıdır. University of Technology Sydney ve The University of Melbourne'den araştırmacılarla ortaklaşa yürütülen proje, bilim insanlarının temel bir evrimsel gizemi daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir: nispeten basit hücreler nasıl işbirliği yapmaya başladı ve sonunda çok daha karmaşık yaşam formlarına yol açtı.

"Stromatolitler, erken mikrobiyal yaşamın geliştiği bir yaşamın beşiğinden 'sadece' daha fazlası olabilir," diyor Doç. Dr. Burns. "Ayrıca karmaşık yaşamın ilk olarak nasıl ortaya çıktığını da anlatabilirler."

Stromatolitler ve mikrobiyal matlar ilk olarak milyarlarca yıl önce ortaya çıktı, ancak yok olmadılar. Hala Batı Avustralya'da Dünya Mirası listesinde yer alan Shark Bay'de oluşuyorlar. Oradan toplanan örnekler, sonunda Doç. Dr. Burns ve meslektaşlarını, ökaryotların (tüm bitkileri, hayvanları ve insanları oluşturan hücreler) atalarıyla yakından ilişkili olduğuna inanılan sıra dışı bir mikrop grubu olan Asgard arkeasının bir üyesini izole etmeye yönlendirdi.

Biyolojide uzun süredir devam eden bir fikir, ilk ökaryotik hücrenin eski bir arke ile bir bakteri arasındaki yakın bir ortaklıkla geliştiğini öne sürer. Bu teoriye göre, bir organizma sonunda diğerini yuttu ve bu ilişki nihayetinde karmaşık hücrelerin içinde bulunan enerji üreten yapılar olan mitokondriyi üretti. Ancak bilim insanları, böyle erken bir ortaklığın gerçekte neye benzemiş olabileceğini gösteren doğrudan kanıttan yoksundu. Yeni araştırma, bir Asgard arkeasının nanotüpler adı verilen son derece ince, tüp benzeri bağlantılar aracılığıyla bir bakteriyle fiziksel olarak etkileşime girdiğine dair ilk görsel kanıtı sağlıyor.

"Bu, bu tür ortaklıkların nasıl başladığı ve sonunda ökaryotları nasıl oluşturduğu için küçük bir model olabilir," diyor Doç. Dr. Burns.

Genetik dizileme, organizmaların DNA'sının örneklerde mevcut olduğunu gösterdi, ancak mikropların laboratuvarda büyütülmesi, araştırmacıların onları doğrudan inceleyebilmesi için çok daha zor oldu. "Laboratuvarda dört ya da beş yıl sürdü," diyor Doç. Dr. Burns. "Çok zaman, optimize etme ve farklı gölgeleri kovalama." Asgard arkealarının doğal yaşam alanlarından uzakta yetiştirilmeleri zorlu olarak bilinir. Araştırmacılar organizmaları kendi başlarına büyütemediler ve Doç. Dr. Burns bu zorluğun kendisinin biyolojileri hakkında önemli bir şeyi ortaya çıkarabileceğini söylüyor: "Bu organizmaları asla saf kültüre alamamamız muhtemelen hayatta kalmak için her zaman diğer organizmalara bağımlı olmalarından kaynaklanıyor."

Araştırmacılar sonunda, milimetrenin milyonda biri ölçeğinde yapıları ortaya çıkarabilen yüksek çözünürlüklü bir 3D görüntüleme yöntemi olan elektron kriyotomografisini kullanarak ilerleme kaydettiler. Görüntüler, arke ve bakterinin bakteriyel nanotüplerle fiziksel olarak bağlı olduğunu gösterdi. Araştırmacılar ayrıca arkenin tomurcuklanan vezikül zincirleri ve ayrıntılı tüp benzeri yapılar ürettiğini gözlemlediler. İki mikrop kimyasal olarak birbirini tamamlıyor gibiydi; her biri diğerinin kullanabileceği bileşikler (vitaminler, besinler ve hidrojen dahil) üretiyordu.

University of Melbourne'den ortak yazar Doçent Debnath Ghosal, bir Asgard arkeası ile bir bakteri arasındaki etkileşimi doğrudan yakalamanın özellikle önemli olduğunu söylüyor: "Bu keşif, ortak