1759280080
2025-09-30 23:36:00
Ученые из Массачусетского технологического института и в других местах выявили химические окаменелости, которые, возможно, были оставлены древними губками в скалах более 541 миллиона лет. Эти химические окаменелости являются специальными типами стеранов, которые являются геологически стабильной формой стеролов, которые обнаруживаются в клеточных мембранах сложных организмов. Исследователи проследили эти специальные стераны до класса морских губок, известных как Demosponges.
Изображенное представление временной шкалы для древних стеранов, выделяя ключевые соединения и их возможные биогенные источники. Изображение предоставлено: Shawar и др., doi: 10.1073/pnas.2503009122.
«Мы не знаем точно, как бы тогда выглядели бы эти организмы, но они абсолютно прожили бы в океане, они были бы мягкими телами, и мы предполагаем, что у них не было скелета кремнезема»,-сказал профессор MIT Роджер.
В 2009 году авторы определили первые химические окаменелости, которые, по -видимому, происходили из древних губ.
Они проанализировали образцы породы из обнажения в Омане и обнаружили удивительную изобилие стеранов, которые, как они определили, были сохранившиеся остатки из 30-углеродных (C30) стеролов-редкая форма стероидов, которую они показали, была, вероятно, была получена из древних морских губ.
Стераны были обнаружены в скалах, которые были очень старыми и сформированы в период Эдиакарана (от 635 до 541 миллиона лет назад).
Этот период состоялся незадолго до кембрийского, когда на Земле возник внезапный и глобальный взрыв сложной многоклеточной жизни.
Открытие команды предположило, что древние губки появились намного раньше, чем в большинстве многоклеточной жизни, и, возможно, были одним из первых животных Земли.
Тем не менее, вскоре после того, как эти результаты были опубликованы, альтернативные гипотезы закрутились, чтобы объяснить происхождение стеранов C30, в том числе о том, что химические вещества могли быть получены другими группами организмов или неживые геологические процессы.
Текущее исследование подтверждает более раннюю гипотезу о том, что древние губки оставили эту специальную химическую запись, поскольку исследователи выявили новую химическую ископаемость в тех же докембрийских породах, которые почти наверняка биологические происхождения.
Они приобрели образцы у буровых ядер и обнажений в Омане, Западной Индии и Сибири и проанализировали пород для подписей стеранов, геологически стабильной формы стеролов, обнаруженных во всех эукариотах (растениях, животных и любого организма с ядром и мембранными органеллами).
«Вы не эукариот, если у вас нет стеролов или сопоставимых мембранных липидов», – сказал профессор Summons.
Химическое ископаемое, которое исследователи идентифицировали в 2009 году, был 30-углеродным стеролом.
Более того, команда определила, что соединение может быть синтезировано из -за наличия отличительного фермента, который кодируется геном, который является общим для демоспонов.
«Очень необычно найти стерол с 30 углеродами», – сказал доктор Любна Шавар, исследователь в Caltech.
В текущем исследовании ученые сосредоточились на химии этих соединений и реализовали тот же ген, полученный из губки
Когда они проанализировали свои образцы породы для стеранов C31, они обнаружили их в удивительной изобилии, наряду с вышеупомянутыми стеранами C30.
«Эти специальные стераны были там все время», – сказал доктор Шавар.
«Потребовалось правильные вопросы, чтобы искать их и по -настоящему понять их значение и откуда, где они приходят».
Исследователи также получили образцы современных демоспон и проанализировали их на на стерильные C31.
Они обнаружили, что, действительно, стеролы – биологические предшественники стеранов C31, найденных в скалах, присутствуют у некоторых видов современных демоспонов.
Сделав еще один шаг, они химически синтезировали восемь различных стеролов C31 в лаборатории в качестве эталонных стандартов для проверки своих химических структур.
Затем они обрабатывали молекулы таким образом, чтобы имитировать, как будут меняться стеролы при откладывании, похороненных и под давлением в течение сотен миллионов лет.
Они обнаружили, что продукты только двух таких стеролов были точным совпадением с формой стеролов C31, которые они нашли в древних образцах пород.
Наличие двух и отсутствие остальных шести демонстрирует, что эти соединения не были получены случайным небиологическим процессом.
Результаты, подкрепленные несколькими линиями исследований, решительно подтверждают идею о том, что стераны, которые были обнаружены в древних породах, действительно производились живыми организмами, а не с помощью геологических процессов.
Более того, эти организмы, вероятно, были предками Demosponges, которые по сей день сохранили способность производить одну и ту же серию соединений.
«Это сочетание того, что находится в скале, что в губке, и что вы можете сделать в химической лаборатории», – сказал профессор Sumpsor.
«У вас есть три поддерживающие, взаимосвязанные линии доказательств, указывающие на то, что эти губки станут одними из самых ранних животных на земле».
«В этом исследовании мы показываем, как аутентифицировать биомаркер, подтверждая, что сигнал действительно исходит из жизни, а не загрязнения или небиологической химии»,-сказал доктор Шавар.
А Новые результаты были опубликованы на этой неделе в Труды Национальной академии наукПолем
_____
Любна Шоу и дрПолем 2025. Химическая характеристика стеролов C31 из губчатых и неопротерозойских ископаемых стереновых аналогов. ПНА 22 (41): E2503009122; doi: 10.1073/pnas.2503009122
#Предки #современных #демонстраций #были #первыми #животными #Земли #исследование
По теме
