Sisa-sisa dunia makhluk primitif yang telah punah telah ditemukan

Sampai saat ini, beberapa biomarker, “protosteroid”, telah diabaikan sebagai saksi fosil dari kehidupan primitif.

Tanda tangan biomarker yang baru ditemukan menunjukkan seluruh kelompok organisme yang sebelumnya tidak dikenal yang mendominasi kehidupan kompleks di Bumi sekitar satu miliar tahun yang lalu. Mereka berbeda dari kehidupan kompleks eukariota seperti yang kita kenal, seperti hewan, tumbuhan, dan alga dalam struktur seluler dan potensi metabolismenya, yang diadaptasi ke dunia dengan oksigen di atmosfer yang jauh lebih sedikit daripada saat ini. Tim peneliti internasional, termasuk ahli geokimia GFZ Christian Hollmann, kini melaporkan terobosan di bidang geobiologi evolusioner ini di jurnal Nature.

Dan ternyata “steroid unsur” yang sebelumnya tidak diketahui secara mengejutkan berlimpah sepanjang Abad Pertengahan Bumi. Molekul primordial diproduksi pada tahap awal dalam kompleksitas eukariota – memperpanjang rekor steroid fosil saat ini melampaui 800 dan hingga 1.600 juta tahun yang lalu. Eukariota adalah istilah yang diberikan kepada kerajaan kehidupan termasuk semua hewan, tumbuhan, dan alga dan dipisahkan dari bakteri dengan memiliki struktur seluler kompleks yang mencakup nukleus, serta mekanisme molekuler yang lebih kompleks.

“Implikasi paling penting dari penemuan ini bukan sekadar perpanjangan dari catatan molekuler eukariota saat ini,” kata Holman: “Mengingat nenek moyang terakhir dari semua eukariota modern, termasuk kita manusia, kemungkinan besar mampu menghasilkan generasi modern ‘biasa’. sterol.” Kemungkinan besar bahwa eukariota yang bertanggung jawab atas tanda tangan langka ini berasal dari batang pohon filogenetik.”

Sekilas belum pernah terjadi sebelumnya ke dunia yang hilang

“Tunggul” ini mewakili garis keturunan leluhur bersama yang merupakan pendahulu dari semua cabang eukariota yang masih hidup. Perwakilannya sudah lama punah, tetapi detail tentang sifat mereka dapat menjelaskan keadaan seputar evolusi kehidupan yang kompleks. Meskipun penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menilai persentase protosteroid yang mungkin memiliki sumber bakteri langka, penemuan molekul baru ini tidak hanya merekonsiliasi catatan geologis fosil tradisional dengan molekul lemak fosil, tetapi memberikan pandangan langka dan belum pernah terjadi sebelumnya ke dunia. .hilang dari kehidupan lama. Kematian kompetitif eukariota kelompok batang, yang ditandai dengan kemunculan pertama stroma fosil modern sekitar 800 juta tahun yang lalu, mungkin mencerminkan salah satu peristiwa paling abadi dalam evolusi kehidupan yang semakin kompleks.

Benjamin Nettersheim dari University of Bremen, penulis pertama studi tersebut, menambahkan: “Hampir semua eukariota membuat biosteroid, seperti kolesterol yang diproduksi oleh manusia dan sebagian besar hewan lainnya – karena efek kesehatan yang berpotensi berbahaya dari tingginya kadar kolesterol pada manusia, kolesterol tidak tidak memiliki reputasi terbaik dari perspektif medis.” Namun, molekul lipid ini merupakan bagian integral dari membran sel eukariotik di mana mereka membantu dalam berbagai fungsi fisiologis. Dengan mencari aktivator yang membatu di batuan purba, kita dapat melacak evolusi kehidupan yang semakin kompleks.”

Apa Pemikiran Pemenang Hadiah Nobel Tidak Mungkin…

Peraih Nobel Konrad Bloch telah berspekulasi tentang biomarker semacam itu dalam sebuah artikel hampir 30 tahun yang lalu. Bloch menyarankan bahwa zat antara berumur pendek dalam biosintesis steroid modern mungkin tidak selalu zat antara. Diyakini bahwa biosintesis lipid berkembang secara paralel dengan perubahan kondisi lingkungan sepanjang sejarah Bumi. Tidak seperti Bloch, yang tidak percaya media kuno seperti itu dapat ditemukan, Nettersheim mulai mencari protosteroid di bebatuan kuno yang disimpan pada saat media tersebut akan menjadi produk akhir.

Tapi bagaimana kita menemukan molekul seperti itu di bebatuan purba? “Kami menggunakan kombinasi teknik untuk pertama-tama mengubah banyak steroid modern menjadi padanan fosilnya; kata Jochen Brooks, profesor di[{” attribute=””>Australian National University who shares the first-authorship of the new study with Nettersheim. Scientists had overlooked these molecules for decades because they do not conform to typical molecular search images. “Once we knew our target, we discovered that dozens of other rocks, taken from billion-year-old waterways across the world, were oozing with similar fossil molecules.”

The oldest samples with the biomarker are from the Barney Creek Formation in Australia and are 1.64 billion years old. The rock record of the next 800 Million years only yields fossil molecules of primordial eukaryotes before molecular signatures of modern eukaryotes first appear in the Tonian period. According to Nettersheim “the Tonian Transformation emerges as one of the most profound ecological turning points in our planet’s history.” Hallmann adds that “both primordial stem groups and modern eukaryotic representatives such as red algae may have lived side by side for many hundreds of millions of years.”

During this time, however, the Earth’s atmosphere became increasingly enriched with oxygen — a metabolic product of cyanobacteria and of the first eukaryotic algae that would have been toxic to many other organisms. Later, global “Snowball Earth” glaciations occurred and the protosterol communities largely died out. The last common ancestor of all living eukaryotes may have lived 1.2 to 1.8 billion years ago. Its descendants were likely better able to survive heat and cold as well as UV radiation and displaced their primordial relatives.

Since all stem group eukaryotes are long extinct, we will never know for certain how most of our early relatives looked like, but artistic efforts have created tentative visualizations (see pictures attached), while the primordial steroids may eventually shed more light on their biochemistry and lifestyle. “Earth was a microbial world for much of its history and left few traces.” Nettersheim concludes. Research at ANU, MARUM, and GFZ continues to pursue tracing the roots of our existence — the discovery of protosterols now brings us one step closer to understanding how our earliest ancestors lived and evolved.

For more on this research:

Reference: “Lost world of complex life and the late rise of the eukaryotic crown” by Jochen J. Brocks, Benjamin J. Nettersheim, Pierre Adam, Philippe Schaeffer, Amber J. M. Jarrett, Nur Güneli, Tharika Liyanage, Lennart M. van Maldegem, Christian Hallmann and Janet M. Hope, 7 June 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-06170-w