Сравнение геномов митохондрий эукариот и морских бактерий SAR11 привело учёных к выводу, что SAR11 и митохондрии произошли от одного общего предка. Миллиарды лет назад случилось одно из самых удивительных событий в истории жизни на Земле: какая-то бактерия вошла в эукариотическую клетку на правах постоянного симбионта и превратилась в клеточную органеллу митохондрию. Сейчас митохондрии выполняют в клетке энергетические функции, оставаясь до некоторой степени «государством в государстве»: у них есть своя ДНК, свой белкосинтезирующий аппарат, немного отличающийся от клеточного, и даже в генетическом коде у них есть свои особенности. Учёные уже давно стараются определить, кого из бактерий можно назвать ближайшими родственниками митохондрий, но до сих пор всё ограничивалось лишь более или менее приблизительными гипотезами.
Место митохондрий в родословной альфапротеобактерий (схема авторов исследования).
Исследователи из Университета Гавайев и Орегонского университета (оба — США), которые предприняли масштабный поиск родственников митохондрий, сообщают в журнале Nature Scientific Reports, что их изыскания увенчались успехом. Учёные сравнили геномы различных супергрупп эукариот (архепластидовых водорослей, водорослей хромистов и простейших Excavata) с геномом бактерий SAR11. Эти альфапротеобактерии — родственники внутриклеточных паразитических бактерий риккетсий. Из-за риккетсий, способных к внутриклеточному паразитизму, альфапротеобактерии считались первыми среди кандидатов на роль предков митохондрий. Но, в отличие от риккетсий, бактерии группы SAR11 являются свободноживущими морскими организмами, к тому же самыми многочисленными (на их долю приходится от четверти до половины всей бактериальной биомассы моря); доминирующий род среди них — Pelagibacter. Их роль в экосистеме столь велика, что не будет преувеличением назвать их ответственными за круговорот углерода на Земле.
Трудность анализа состояла в том, что сравнивались не отдельные гены, а геномы. Но, по словам исследователей, именно такой подход позволил установить ближайшее родство между митохондриями и бактериями SAR11. Физиология позволяет им легко попасть в зависимость к другому организму, а многочисленность этой группы наводит на мысль о том, что в прошлом у SAR11 таких возможностей было множество.
Скорее всего, как заключают исследователи, и нынешние SAR11, и митохондрии имеют одного прямого предка. Если к этому добавить ещё и роль этих бактерий в экосистеме планеты, то Pelagibacter вполне можно уподобить мифической черепахе, держащей на себе всю биомассу Земли.