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Oct 12, 2023

멸종된 유기체 세계의 유적 디스크

지금까지 특정 바이오마커인 "프로토스테로이드"는

지금까지 특정 바이오마커인 "프로토스테로이드"는 원시 생명체의 화석 증거로서 간과되어 왔습니다.

GFZ 지리연구센터 포츠담, 헬름홀츠 센터

이미지: 해저의 박테리아 매트에 서식하는 '프로토스테롤 생물군'의 원시 진핵 유기체 집합에 대한 예술가의 상상. 분자 화석을 기반으로 프로토스테롤 생물군(Protosterol Biota)의 유기체는 약 16억 ~ 10억 년 전에 바다에 살았으며 가장 초기에 알려진 조상입니다(제공: TA 2023에 의해 MidJourney에서 Orchestrated).더보기

크레딧: TA 2023에 의해 MidJourney에서 조율됨

새로 발견된 바이오마커 시그니처는 약 10억년 전 지구상의 복잡한 생명체를 지배했던 이전에 알려지지 않았던 다양한 유기체를 가리킵니다. 그들은 우리가 알고 있는 동물, 식물, 조류와 같은 복잡한 진핵 생물과 세포 구조 및 신진 대사가 달랐으며, 이는 오늘날보다 대기 중 산소가 훨씬 적은 세계에 적응했습니다. GFZ 지구화학자인 크리스티안 홀만(Christian Hallmann)을 포함한 국제 연구자 팀은 이제 네이처(Nature) 저널에 진화 지구생물학 분야의 이러한 혁신에 대해 보고합니다.

이전에 알려지지 않은 "프로토스테로이드"는 지구의 중세 시대 전체에 걸쳐 놀라울 정도로 풍부한 것으로 나타났습니다. 원시 분자는 진핵생물의 복잡성의 초기 단계에서 생성되었으며, 이는 화석 스테로이드의 현재 기록을 8억년에서 16억년 전까지 확장합니다. 진핵생물은 모든 동물, 식물, 조류를 포함하는 생명의 왕국을 가리키는 용어로, 핵을 포함하는 복잡한 세포 구조와 보다 복잡한 분자 기계를 가지고 있어 박테리아와 구별됩니다. Hallmann은 "이번 발견의 하이라이트는 현재 진핵생물의 분자 기록을 확장한 것만이 아니다"라고 Hallmann은 말합니다. "우리 인간을 포함한 모든 현대 진핵생물의 마지막 공통 조상이 '일반적인' 현대 스테롤을 생산할 수 있었을 가능성이 높다는 점을 고려하면, 이러한 희귀한 특징을 담당하는 진핵생물이 계통발생수의 줄기에 속했을 가능성이 높습니다."

잃어버린 세계를 엿볼 수 있는 전례 없는 기회

이 "줄기"는 아직 살아 있는 모든 진핵생물 가지의 선구자인 공통 조상 혈통을 나타냅니다. 그 대표자는 오랫동안 멸종되었지만, 그들의 성격에 대한 세부 사항은 복잡한 생명체의 진화를 둘러싼 조건에 대해 더 많은 정보를 제공할 수 있습니다. 프로토스테로이드의 몇 퍼센트가 희귀한 박테리아 원천을 가지고 있는지 평가하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하지만, 이러한 새로운 분자의 발견은 전통적인 화석의 지질학적 기록과 화석 지질 분자의 기록을 조화시킬 뿐만 아니라 희귀하고 전례 없는 고대 생명의 잃어버린 세계. 약 8억년 전 현대 화석 스테로이드가 처음 등장한 것으로 특징지어지는 줄기군 진핵생물의 경쟁적 종말은 점점 더 복잡해지는 생명체의 진화에서 가장 예리한 사건 중 하나를 반영할 수 있습니다.

"거의 모든 진핵생물은 인간과 대부분의 다른 동물이 생산하는 콜레스테롤과 같은 스테로이드를 생합성합니다"라고 이번 연구의 제1저자인 브레멘 대학의 Benjamin Nettersheim은 ​​덧붙입니다. 의학적 관점에서 최고의 평판을 얻지는 못했습니다. 그러나 이러한 지질 분자는 진핵 세포막의 필수적인 부분으로 다양한 생리적 기능을 돕습니다. 고대 암석에서 화석화된 스테로이드를 검색함으로써 우리는 점점 더 진화를 추적할 수 있습니다. 복잡한 삶".

노벨상 수상자가 불가능하다고 생각한 것…

노벨상 수상자 콘라드 블로흐(Konrad Bloch)는 이미 거의 30년 전 에세이에서 그러한 바이오마커에 대해 추측한 바 있습니다. Bloch는 현대 스테로이드 생합성에서 수명이 짧은 중간체가 항상 중간체가 아닐 수도 있다고 제안했습니다. 그는 지질 생합성이 지구 역사 전반에 걸쳐 변화하는 환경 조건과 병행하여 진화했다고 믿었습니다. 이러한 고대 중간체가 발견될 수 있다고 믿지 않았던 Bloch와는 대조적으로, Nettersheim은 ​​중간체가 실제로 최종 생성물일 수 있었던 시기에 퇴적된 고대 암석에서 프로토스테로이드를 찾기 시작했습니다.