Stromatolity v Shark Bay v západní Austrálii. Uznání: UNSW Sydney / Brendan Burns
Jako Mars Rover plánuje hledat důkazy o životě na jiné planetě, vědci na Zemi naznačují, že viry hrály klíčovou roli při vytváření stromatolitů, nejranějších forem života naší planety.
Může nás bolet, když to slyšíme během smrtící virové epidemie, ale život, jak ho známe na této planetě, by se bez virů nikdy nestal, říkají vědci, kteří studují miliardy let staré „živé kameny“.
V článku publikovaném v březnovém čísle Trendy v mikrobiologii„Tým vědců z UNSW Sydney a USA zkoumal důkazy o dávných formách života na světě ve fosíliích zvaných stromatolity, vrstvené vápencové skály, které se často vyskytují v mělké vodě po celém světě. Chtěli pochopit mechanismus, který vedl kolonie bohyně jednobuněčných organismů.
A věří, že viry mohou být chybějícím kouskem skládačky, který by mohl pomoci vysvětlit, jak se měkká mikrobiální podložka posouvá – nebo zmenšuje – na závažné vlastnosti stromatolitu běžné v místech, jako je Shark Bay a Pilbarra v západní Austrálii.
Spoluautor příspěvku, docent Brendan Burns z Australského centra pro astrobiologii při UNSW, říká, že stromatolity jsou jedním z nejstarších mikrobiálních ekosystémů, jehož historie sahá přibližně 3,7 miliardy let.
„Stromatolity jsou běžné v dokumentaci fosilií a jsou jedním z našich prvních příkladů života na Zemi,“ říká.
„Mikrobiální matrace, které je vyráběly, byly většinou složeny z sinic, které pomocí fotosyntézy – jako rostliny – přeměňovaly sluneční světlo na energii a v průběhu času produkovaly tolik kyslíku, že změnily atmosféru rané Země a vytvořily z ní živý komplex.
„Dalo by se říct, že těmto živým skalám vděčíme za naši existenci.“
Fragment stromatolitové horniny nalezený v Shark Bay a ukazující stratifikované sedimenty produkované mikrobiálními rohožemi před miliardami let. Uznání: UNSW / Brendan Burns
A / Prof. Burns a kolegové chtěli pochopit mechanismus, který stojí za mikrobiálními rohožemi indukovanými strombolitem, a to nejen proto, že je toho o procesu známo jen málo, ale také kvůli tomu, co může přidat k našim znalostem o životě na Zemi – a možná i jiných planetách.
„Pokud pochopíme mechanismy tvorby stromatolitu, budeme mít lepší zacházení s dopady, které tyto ekosystémy měly na vývoj složitého života,“ říká.
„Tyto znalosti nám mohou pomoci lépe interpretovat biologické podpisy – které lze nazvat chemickými nebo molekulárními fosiliemi -, které poskytují vodítko k činnosti předčasného života před miliardami let.
„Má také potenciál pomoci nám hledat život na jiných planetách – jednou z rolí mise Mars 2020 je hledat důkazy biologických podpisů ve vzorcích hornin na Marsu.“
V článku autoři předpokládají, že průchod mikrobiální podložky je měkký a vhodný pro zlepšení horniny interakcemi s viry.
„Nabízíme virům přímý nebo nepřímý účinek na mikrobiální metabolismus, který řídí přechod z mikrobiální matrace na stromatolit,“ říká.
Ve scénáři přímého účinku viry vstupují do jádra sinic a ovlivňují metabolismus hostitele, vkládají a odebírají geny, které zvyšují schopnost viru a hostitele současně.
„To zase zvyšuje přežití mikrobiální matrace a vybírá geny, které ovlivňují uhlíkaté usazeniny – v podstatě proces betonování bakteriemi, které vytvářejí jejich bytové kameny ze stromatolitu,“ A / Prof. Burns říká.
V nepřímém scénáři vědci hovoří o procesu známém jako virová mutace, při kterém viry napadají živé buňky a spouštějí rozpad membrány a uvolňování obsahu – což ve skutečnosti vede ke smrti buněk.
“Myslíme si, že tavení virů může uvolňovat látku, která podporuje metabolismus organismů, což vede k minerálnímu srážení a případně k tvorbě stromatolitu.”
Ať už viry způsobují přímo nebo nepřímo vytvrzování mikrobiálních rohoží na stromatolity, nebo kombinace obou, A / Prof. Burns říká, že je zapotřebí dalšího výzkumu.
„Doufáme, že provedeme další výzkum v laboratoři, abychom to otestovali.
„Chceme být schopni identifikovat, o které viry se skutečně jedná, a zjistit, zda dokážeme manipulovat s potenciální interakcí s hostitelem viru, abychom zjistili, zda mohou ve skutečnosti změnit některé metabolismy, které mohou způsobit tvorbu stromatolitu,“ A / Prof. Burns říká.
Odkaz: „Mezi skálou a měkkým místem: role virů v moderních mikrobiálních podložkách“, autor: Richard Allen White III, Peter T. Wisscher a Brendan F. Burns, 9. července 2020, Trendy v mikrobiologii.
DOI: 10.1016 / j.tim.2020.06.004