Nowa oś czasu ewolucji bakterii ujawnia wykorzystanie tlenu przed fotosyntezą

Naukowcy z Uniwersytetu Queensland wraz z międzynarodowymi współpracownikami skonstruowali szczegółową oś czasu ewolucji bakterii. Te przełomowe badania sugerują, że niektóre bakterie wykorzystywały tlen na długo przed tym, jak wyewoluowały zdolność do jego produkcji poprzez fotosyntezę. To odkrycie, opublikowane niedawno, zmienia nasze rozumienie wczesnego życia na Ziemi. Zespół badawczy skupił się na tym, jak mikroorganizmy zareagowały na Wielkie Zdarzenie Utleniania (GOE) około 2,33 miliarda lat temu. Zdarzenie to radykalnie zmieniło ziemską atmosferę, przekształcając ją z takiej, która była w dużej mierze pozbawiona tlenu, w taką, która wspiera życie, jakie znamy. Profesor Phil Hugenholtz z UQ podkreślił wyzwania związane z ustaleniem dokładnych osi czasu ze względu na brak dowodów kopalnych. Zespół pokonał te wyzwania, analizując jednocześnie zapisy geologiczne i genomowe. Użyli GOE jako krytycznej granicy czasowej, zakładając, że większość linii bakterii tlenowych prawdopodobnie nie poprzedza tego zdarzenia, chyba że inne dowody sugerują inaczej. Uczenie maszynowe zostało wykorzystane do przewidywania, czy bakterie przodków wykorzystywały tlen. Takie podejście pozwoliło naukowcom oszacować, kiedy wystąpiły określone zdarzenia, w tym pojawienie się metabolizmu tlenowego. Odkrycia ujawniają, że co najmniej trzy linie tlenowe istniały przed GOE, o prawie 900 milionów lat. Wskazuje to na to, że zdolność do wykorzystywania tlenu wyewoluowała na długo przed jego powszechną obecnością w atmosferze. Dowody sugerują, że najwcześniejsze przejście tlenowe nastąpiło około 3,2 miliarda lat temu u przodka sinic. Odkrycie to otwiera drzwi do zrozumienia, w jaki sposób bakterie mogą być odporne na antybiotyki.