Многоклеточные организмы могут оказаться намного старше, чем думали ученые

Все сложные формы жизни на Земле, включая разнообразных животных (в том числе и человека), растения, макроскопические грибы и водоросли, являются многоклеточными эукариотами. Многоклеточность играет ключевую роль в приобретении эукариотами организменной сложности и большого размера и часто рассматривается как один из важнейших переходов в истории жизни на Земле.

"Недавно обнаруженные многоклеточные окаменелости происходят из позднего палеопротерозойского периода, отложения Цзиншанья, которым около 1,635 миллиарда лет. Они представляют собой неразветвленные одиночные нити, состоящие из двух или более больших цилиндрических или бочковидных клеток диаметром 20–194 мкм и неполной длиной до 860 мкм. Эти нити демонстрируют определенную степень сложности, основанную на их морфологическом разнообразии", – рассказал Ланьюн Мяо, один из исследователей.

Морфологический анализ подтверждает, что это единый биологический вид, а не несколько разных. Исследованные окаменелости были названы Qingshania magnifica.

Форма в виде неразветвленных одиночных нитей характерна и для современных прокариот (организмов, в клетках которых нет ядер. – "Профиль"), таких как бактерии и археи, и для эукариот. Но клетки Qingshania крупные, диаметр нитей отличается в широком диапазоне, наблюдаются морфологические вариации и заметны следы спор. Это указывает на то, что древний организм был эукариотическим. Нитевидные прокариоты обычно очень маленькие – редко больше 3 мкм в диаметре. Крупные прокариоты, такие как цианобактерии или серобактерии, могут достигать сопоставимых с Qingshania размеров в 200 мкм, но клетки у них простой дискообразной формы, и споры они не образуют.

Чтобы дополнительно удостовериться в том, что окаменелость не принадлежит колонии цианобактерий, китайские ученые изучили химический состав Qingshania с помощью рамановской спектроскопии. Они сравнили спектрограммы вымершего организма с данными исследования трех таксонов окаменелых цианобактерий. Результаты значительно отличались, что подтверждает гипотезу об эукариотической природе находки.

Особенно важной чертой Qingshania является круглая внутриклеточная структура (диаметром 15–20 мкм) в некоторых клетках. Эти структуры сравнимы с бесполыми спорами, известными у многих водорослей-эукариот, указывающих на то, что окаменелый организм, скорее всего, размножался с помощью спор.

"Это указывает на то, что Qingshania, скорее всего, была фотосинтетической водорослью, вероятно, принадлежащей к вымершей группе архепластид (одна из основных групп эукариот, в которую входят зеленые растения, красные и глаукофитовые водоросли. – «Профиль»), хотя ее точная принадлежность до сих пор неясна", – объяснил Мяо.

Самые древние следы однозначно эукариотических организмов датируются поздним палеопротерозоем. Их обнаружили в отложениях возрастом около 1,65 млрд лет, найденных в Австралии и Китае. Это были одноклеточные организмы. Небольшая по геологическим масштабам разница в возрасте может свидетельствовать о том, что эукариоты стали многоклеточными достаточно рано в своем эволюционном развитии.

Часть исследователей предполагает, что последний универсальный общий предок эукариотических организмов, от которого потом произошли все организмы с ядрами в клетках, появился около 2,2 млрд лет назад. Открытие Qingshania поддерживает эту гипотезу.

Ранее наиболее древним достоверно идентифицированным многоклеточным организмом считалась красная водоросль Bangiomorpha pubescens. Окаменелость возрастом 1,047 млрд лет нашли в арктической Канаде. Она относится к семейству бангиевых, до сих пор живущих на Земле.

В 2017 году группа палеонтологов сообщила о найденной в Центральной Индии окаменелости возрастом около 1,6 млрд лет. Ученые предполагали, что это могут быть древнейшие окаменевшие следы многоклеточных красных водорослей. Однако исследователи не были полностью уверены в точной классификации открытых ими древних организмов, и, возможно, первенство останется за китайской находкой.