Purtăm în noi urmele unei fuziuni improbabile petrecute acum aproximativ două miliarde de ani. Fără ea, ceea ce numim astăzi plante, animale sau ciuperci nu ar fi apărut.
Rămânea însă un mister care i-a blocat mult timp pe biologi: dacă strămoșul nostru arhean evita oxigenul, cum a reușit să se alieze cu o bacterie care depindea tocmai de el?
O analiză masivă de ADN, asistată de inteligență artificială, schimbă acum povestea: „Asgardienii” din arborele nostru genealogic par să fi fost mult mai adaptați la oxigen decât se credea. La început, viața era simplă, microscopică și împărțită în două tabere: bacteriile și arheele.
Procariote, fără nucleu și fără compartimente interne. Saltul spre complexitate a venit când o arhee din grupul Asgard a „înghițit” o bacterie. În locul unei mese, s-a instalat o coabitare pe viață. Bacteria a devenit mitocondria, centrala energetică care permite astăzi celulelor noastre să respire.
Teoria era solidă, dar lovea într-un obstacol. Arheele din Asgard, descoperite în 2015 lângă un izvor hidrotermal numit Castelul lui Loki, trăiesc în medii lipsite de oxigen. În schimb, bacteriile care au dat naștere mitocondriilor respirau oxigenul din plin.
Cum ar fi putut conviețui dacă una fugea de ceea ce cealaltă cerea? Acest decalaj ecologic și temporal părea să submineze certificatul de naștere al vieții complexe. O echipă de la Universitatea din Texas, Austin, a decis să refacă dosarul de la zero și a dublat numărul de genomi Asgard cunoscuți.
Explorând sedimente marine, atât adânci, cât și de mică adâncime, cercetătorii au strâns 15 teraocteți de date genetice.
Pentru a interpreta acest flux uriaș de informații, au apelat la AlphaFold, un instrument de învățare automată care prezice structura proteinelor pe baza secvențelor genetice, oferind indicii despre funcția lor.
Verdictul: Heimdallarchaea, un grup de arhee Asgard apropiate de noi, poartă gene capabile să producă proteine implicate în metabolismul oxigenului. Spre deosebire de rudele lor din abis, aceste arhee tolerează — ba chiar utilizează — oxigenul. Paradoxul se prăbușește.
Strămoșul gazdă al eucariotelor a trăit, cel mai probabil, în medii oxigenate, precum sedimentele de coastă. În acest cadru, unirea cu o bacterie aerobă nu doar că devine posibilă, ci și firească.
În astfel de misiuni, cercetătorii adună teraocteți de ADN microbian, deschizând ferestre către propriile noastre rădăcini.
Identificarea unor Asgardieni care trăiesc astăzi în ape puțin adânci, alături de alfa-proteobacterii, sugerează că interacțiuni asemănătoare celor care ne-au dat naștere pot fi încă observate.
Nu provenim dintr-un accident izolat petrecut într-un abis lipsit de oxigen, ci dintr-o adaptare reușită la o planetă care învăța să respire. „Credem că puteau respira oxigen, ca noi!”, spune Brett Baker, coordonatorul studiului.
Această capacitate respiratorie împărtășită a fost liantul necesar endosimbiozei. Aducând cu sine genele pentru respirație aerobă, gazda arheană era deja „pregătită” să găzduiască viitorul ei motor energetic.
Secvențierea la scară mare oferă acum o imagine coerentă a ecologiei rudelor noastre microbiene cele mai apropiate și transformă nume împrumutate din mitologia nordică în realități biologice palpabile.
Studiul, publicat în revista Nature, marchează o etapă-cheie în înțelegerea evoluției: instrumentele digitale moderne, combinate cu explorarea mediilor extreme, pot rescrie primele capitole ale istoriei Pământului.
Trecerea de la celula simplă la viața complexă a fost facilitată de strămoși microbieni deja echipați pentru provocările unui mediu bogat în oxigen. De fiecare dată când inspirați adânc, nu e doar meritul plămânilor. Este și rezultatul unui pact vechi de două miliarde de ani.
Suntem descendenții acelor „Asgardieni” îndrăzneți care au îmblânzit oxigenul și au pus bazele a tot ceea ce numim astăzi viață. Studiul este publicat în revista Nature.
