Uralte Mikroben, deren Existenz der Entstehung kerntragender Zellen auf der Erde vorausging, können speichern
Laut einem neuen veröffentlichten BerichtIn der Zeitschrift Nature züchteten Forscher den Organismus Lokiarchaeum ossiferum, der zu einer Gruppe von Mikroben gehört, die als Asgard-Archaea bekannt sind. Benannt nach der Heimat der Götter in der nordischen Mythologie, werden die Archaeen von Asgard von einigen Wissenschaftlern als die nächsten evolutionären Verwandten der Eukaryoten angesehen. Diese Zellen verpacken ihre DNA in einem schützenden Vesikel, dem Zellkern.
Den Zellen der asgardischen Archaeen fehlt ein Zellkern, sie haben ihn abereine Reihe von Genen und Proteinen, von denen früher angenommen wurde, dass sie nur bei Eukaryoten vorkommen. Forscher haben viele Theorien darüber, wie die Asgard primitive Kerne erhielten und so die ersten komplexen Zellen hervorbrachten. Einer der beliebtesten zufolge entstanden Eukaryoten durch die Verschmelzung der asgardischen Archaeen mit einem Bakterium. Daraus wiederum entstanden Pflanzen, Tiere und Menschen – alles komplexe Lebewesen.
Eukaryoten (einschließlich Tiere, Pflanzen und Pilze) könnten aus der Fusion eines asgardischen Archaeen mit einem Bakterium entstanden sein. Quelle: Florian Wohlweber, ETH Zürich
Im Jahr 2020 ForschungsgruppeJapan berichtete, dass sie Asgard nach 12 Jahren Arbeit erfolgreich im Labor großgezogen haben. Nämlich Prometheoarchaeum syntrophicum, ein Asgarder, benannt nach dem griechischen Gott Prometheus. Aber sie konnten die Details ihrer inneren Körperstruktur nicht erkennen. Jetzt haben andere Wissenschaftler L. ossiferum gezüchtet und Fotos von seinem Inneren gemacht. Insbesondere fanden sie den Anschein eines Skeletts.
„Es hat sechs lange Jahre gedauert, bis es soweit warstabile und hoch bereicherte Kultur. Aber diese Erfahrung wird für andere biochemische Studien sowie für die Kultivierung anderer asgardischer Archaeen nützlich sein“, schreiben die Wissenschaftler.
Die Kryo-Elektronentomographie half WissenschaftlernErhalten Sie Einblick in die Zellstruktur eines hier gezeigten neu kultivierten asgardischen Archaeons. Besonders bemerkenswert sind die ausgedehnten Filamente des Aktin-Zytoskeletts (orange) in den Zellkörpern sowie die einzigartige Zellwand (blau). Bildnachweis: Margot Riggi, Animationslabor, University of Utah
Im Vergleich zu anderen Asgarden ist L.Ossiferum wächst relativ schnell und verdoppelt seine Zellzahl in 7–14 Tagen. Im Vergleich dazu vermehrt sich P. syntrophicum alle 14 bis 25 Tage. Gleichzeitig vermehrt sich beispielsweise E. coli (Escherichia coli) alle 20 Minuten. Langsames Wachstum ist einer der Faktoren, die die Kultivierung alter Mikroorganismen erschweren.
Einige Wissenschaftler glauben, dass die Studie die Hypothese bestätigt, dass die Asen die direkten Vorfahren der Eukaryoten sind, aber nicht alle Experten sind sich dessen sicher, schreibt Science.
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Titelseite: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer Lokiarchaeum ossiferum-Zelle mit langen und komplexen Zellvorsprüngen.
Bildnachweis: Thiago Rodriguez-Oliveira, Universität Wien