Một nhóm nghiên cứu từ Khoa Khoa học, Đại học UK đã phát hiện ra một sinh vật đơn bào hiếm gặp với cấu trúc tế bào độc đáo, được họ đặt tên là Solarion arienae. Loài này, cùng với một số dòng dõi động vật nguyên sinh ít được biết đến khác, tạo thành một siêu nhóm (giới) sinh vật nhân chuẩn mới mang tên Disparia. Theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học uy tín Nature, Solarion đã bảo tồn những đặc điểm mà trước đây được cho là đã tuyệt chủng từ lâu, mang đến cái nhìn sâu sắc chưa từng có về sinh học của các tế bào nhân chuẩn sơ khai.

Động vật nguyên sinh cực nhỏ Solarion arienae rất khó phát hiện, hầu như không di chuyển và chỉ có kích thước vài micromet. Nó được tìm thấy trong môi trường nuôi cấy động vật có lông biển trong phòng thí nghiệm tại Khoa Động vật học, Khoa Khoa học, Đại học UK. Do kích thước nhỏ bé, nó đã bị bỏ qua trong một thời gian dài cho đến khi các loài động vật có lông lớn hơn trong môi trường nuôi cấy tuyệt chủng. Chính sự trùng hợp may mắn này đã khiến nó "hiện hình" và khám phá bất ngờ này hóa ra lại là một bước đột phá khoa học.

Sử dụng trình tự bộ gen và phân tích phát sinh loài học mở rộng, các nhà khoa học từ Đại học UK, dẫn đầu bởi Ivan Čepička và Marek Valt, cùng các cộng sự từ Hoa Kỳ, đã phát hiện ra rằng Solarion không thuộc bất kỳ dòng dõi chính nào đã được phát hiện của sinh vật nhân chuẩn.

Cho đến nay, chỉ có một trong những họ hàng gần của nó được biết đến, một loài động vật nguyên sinh kỳ lạ thuộc loài Meteora sporadica. Cùng nhau, chúng tạo thành một ngành mới, cùng với các loài động vật nguyên sinh từ ngành Provora và Hemimastigophora, tạo thành một siêu nhóm (giới) sinh vật nhân chuẩn mới gọi là Disparia. Mặc dù ngày nay chỉ có một vài loài Disparia được biết đến, nhưng nó là một dòng dõi tiến hóa cổ xưa, với các đại diện hiện tại có thể là di tích của sự đa dạng cổ xưa.

Hóa thạch sống

Solarion gần như hoàn toàn vắng bóng trong các cơ sở dữ liệu DNA môi trường toàn cầu, mặc dù các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm hơn 1,8 petabyte dữ liệu metagenomic. Tuy nhiên, nó đã được tìm thấy nhiều lần trong dữ liệu trình tự từ các mẫu trầm tích biển trên khắp thế giới. Dường như đây là một dòng dõi tiến hóa phổ biến trên toàn cầu nhưng lại hiếm gặp ở khắp mọi nơi. Khám phá này nhấn mạnh tầm quan trọng của các phương pháp nuôi cấy trong việc nghiên cứu sinh vật nhân chuẩn vi khuẩn và nhu cầu khám phá các môi trường chưa được nghiên cứu đầy đủ.

Solarion vốn đã gây ấn tượng mạnh mẽ với vẻ ngoài độc đáo (nếu được quan sát, xét đến kích thước siêu nhỏ của nó). Nó thường xuất hiện dưới dạng các tế bào "mặt trời" bất động, từ đó các thể celestosome có cuống nhô ra mọi hướng. Những bào quan độc đáo này có chức năng bắt mồi là vi khuẩn, và cấu trúc của chúng đã được chụp ảnh chi tiết bằng kính hiển vi điện tử 3D.

Solarion cũng tạo ra các tế bào roi di động hiếm gặp hơn nhiều trong vòng đời của nó, cũng có vẻ ngoài độc đáo và không thể nhầm lẫn với bất kỳ sinh vật nhân chuẩn nào khác.

Điều thú vị nhất về Solarion là ty thể của nó, tức là các bào quan tế bào hình thành từ quá trình tiêu hóa tổ tiên của sinh vật nhân sơ từ xa xưa và đảm bảo sản xuất năng lượng cho tế bào. Theo các nhà khoa học, Solarion đã bảo tồn gen secA, một tàn dư hiếm hoi của hệ thống vận chuyển protein cổ xưa có nguồn gốc từ tổ tiên vi khuẩn của ty thể.

Gen này đã biến mất ở hầu hết các sinh vật nhân chuẩn hiện đại, vì vậy Solarion là một trong số ít sinh vật nhân chuẩn còn sống vẫn còn giữ được bộ máy phân tử nguyên bản này. Ngoài ra, ty thể của nó chứa một tổ hợp gen đặc biệt, mang đến cơ hội độc đáo để tái tạo khả năng trao đổi chất của ty thể của tổ tiên chung cuối cùng của sinh vật nhân chuẩn.

Các tác giả chính của nghiên cứu, Ivan Čepička và Marek Valt, nhấn mạnh tầm quan trọng của khám phá này: "Solarion là một lời nhắc nhở đáng kinh ngạc về việc chúng ta vẫn còn biết rất ít về sự đa dạng của sự sống vi khuẩn. Việc phát hiện ra một dòng dõi tiến hóa sâu sắc như vậy - về cơ bản là một hóa thạch sống - cho thấy những phần quan trọng của câu chuyện về sinh vật nhân chuẩn vẫn còn ẩn giấu ở những nơi chúng ta hiếm khi khám phá. Sinh vật này cho phép chúng ta thoáng nhìn một chương rất xa xưa trong quá trình tiến hóa tế bào mà trước đây chúng ta chỉ có thể tái tạo một cách gián tiếp."

MP (tổng hợp)