Na obali zapadne Australije nalazi se jedinstven prirodni laboratorij prošlosti: stromatoliti i mikrobne prostirke u području Gathaagudu (Zaljev morskih pasa). Iako na prvi pogled djeluju poput običnih stijena koje prekriva sluz, riječ je o složenim zajednicama mikroorganizama koji predstavljaju žive ostatke drevnih ekosustava starih nekoliko milijardi godina.

Upravo su takvi sustavi u ranoj povijesti Zemlje igrali ključnu ulogu u stvaranju kisika u atmosferi, čime su omogućili razvoj složenijeg života.

Ova 'živa stijena' znanstvenicima pruža rijedak uvid u evolucijske procese koji su oblikovali život kakav danas poznajemo. Tijekom desetljeća istraživanja prikupljeni su brojni podaci o načinu na koji su se mikroorganizmi razvijali i prilagođavali, no najnovija istraživanja usmjerena su na jedno od najvažnijih pitanja biologije, a to je kako su nastali eukarioti, složene stanice koje čine sve od biljaka do ljudi?

U središtu tog istraživanja nalaze se Asgardske arheje (Asgard archaea), skupina mikroorganizama koji se smatraju najbližim srodnicima eukariota. Znanstveni dokazi upućuju na to da su upravo ove arheje sudjelovale u ključnom evolucijskom događaju, spajanju s bakterijama koje je dovelo do nastanka prvih složenih stanica. Taj proces često se opisuje kao simbioza ili partnerstvo u kojem su organizmi dijelili resurse i razvili međusobnu ovisnost.

Istraživački tim uspio je uzgojiti ove drevne mikroorganizme iz uzoraka mikrobnih prostirki iz Gathaagudua, što je iznimno rijedak uspjeh postignut tek u nekoliko laboratorija diljem svijeta. No ono što su otkrili bilo je još značajnije: Asgardske arheje bile su u bliskoj vezi s bakterijama koje koriste sumpor. Ova povezanost mogla bi predstavljati model ranih evolucijskih odnosa koji su doveli do razvoja kompleksnog života.

Suradnja koja je promijenila svijet

Daljnja analiza uključivala je sekvenciranje DNK da bi se razumjela genetska struktura tih organizama, kao i primjenu umjetne inteligencije za modeliranje ponašanja njihovih proteina u tadašnjim uvjetima na Zemlji. Rezultati su pokazali da su mikroorganizmi međusobno razmjenjivali hranjive tvari, što upućuje na kooperativni odnos, a ne na natjecanje.

Osobito važan korak bilo je korištenje kriogene elektronske tomografije, napredne metode snimanja koja omogućuje promatranje stanica na razini nanometara. Tom metodom znanstvenici su prvi put izravno uočili fizičku interakciju između arheje i bakterije. Između njih su identificirane tanke strukture nalik na nanocjevčice, a one su vjerojatno služile za prijenos tvari i komunikaciju. Upravo takve strukture mogle bi predstavljati evolucijski most prema nastanku složenih stanica.

Ovo otkriće potvrđuje teoriju da je život na Zemlji evoluirao suradnjom različitih mikroorganizama, a ne isključivo natjecanjem. Takvi odnosi omogućili su razvoj sve kompleksnijih bioloških sustava, što je na kraju dovelo do pojave višestaničnih organizama.

Kulturna dimenzija drevne zagonetke

Osim znanstvene važnosti, istraživanje ima snažnu kulturnu dimenziju. Područje Gathaagudu naseljeno je više od 30.000 godina, a lokalna zajednica ima duboku povezanost s tim područjem. U suradnji s domorodačkim starješinama i stručnjacima za jezik, novootkrivena vrsta arheje dobila je ime Nerearchaeum marumarumayae, pri čemu naziv marumarumayae znači 'drevni dom', referirajući se na stromatolite kao kolijevku života.

Time je ostvaren važan spoj zapadne znanosti i tradicionalnog znanja, čime se naglašava vrijednost očuvanja ne samo prirodnih, nego i kulturnih resursa. Gathaagudu je naime danas suočen s brojnim prijetnjama, uključujući klimatske promjene, toplinske valove, ciklone i ljudsku aktivnost, što ističe potrebu za njegovom zaštitom, piše The Conversation.