Τα πρωτόγονα κύτταρα Asgard δείχνουν τη ζωή στο χείλος της πολυπλοκότητας

Μια βελανιδιά. Ο συμβιωτικός μύκητας συνυφασμένος με τις ρίζες του. Ένας καρδινάλιος κελαηδάει από ένα από τα κλαδιά του. Η καλύτερη μας ένδειξη για τον κοινό πρόγονό τους μπορεί να έχει φτάσει σε εικόνες ηλεκτρονικού μικροσκοπίου που αποκαλύφθηκαν τον Δεκέμβριο.

"Κοίτα!" είπε ο μικροβιολόγος Christa Schleper, ακτινοβολούσε καθώς κρατούσε μια τυπωμένη εικόνα υψηλής ανάλυσης μπροστά από την κάμερα web στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης. «Δεν είναι όμορφο;» Τα κελιά στο μικρογράφημα ήταν σφαίρες πλάτους 500 νανομέτρων που περιβάλλονταν από ένα φωτοστέφανο από έλικες που μοιάζει με Μέδουσα. Η ομάδα της όχι μόνο είχε απομονώσει και καλλιεργήσει τον οργανισμό για πρώτη φορά, αλλά έδειξε ότι τα νημάτια του ήταν φτιαγμένα από ακτίνη, την πρωτεΐνη που σχηματίζει ένα σκελετικό ικρίωμα σε όλα σχεδόν τα πολύπλοκα κύτταρα ή τους ευκαρυώτες.

Αλλά αυτό δεν ήταν πολύπλοκο κελί. Έμοιαζε πιο προγονικό, αρχέγονο. Ο οργανισμός πρώτα δημοσιευτηκε σε Φύση, είναι μόνο ο δεύτερος εκπρόσωπος μιας ομάδας μικροβίων που ονομάζεται Asgard archaea που έχει αναπτυχθεί και μελετηθεί λεπτομερώς. Το να το πείσεις να αναπτυχθεί από μια μικροσκοπική κουταλιά λάσπης στον πυθμένα της θάλασσας, που χρειάστηκε έξι χρόνια, ήταν σαν να προετοιμάζεις ένα καμαρίνι για μια ιδιοσυγκρασιακή διασημότητα. Ο οργανισμός δεν μπορούσε να φυγοκεντρηθεί, να αναδευτεί, να εκτεθεί σε οξυγόνο, να διαχωριστεί από μερικά άλλα μικρόβια με τα οποία συναναστρέφεται, ή να αναπτυχθεί βιαστικά με ταχύτερο ρυθμό από έναν παγετώνα.

Για μήνες δεν μεγάλωνε καθόλου. «Ανησυχούσα και για το μέλλον μου στην επιστήμη», είπε Τιάγκο Ροντρίγκες-Ολιβέιρα, ο οποίος ηγήθηκε της προσπάθειας καλλιέργειας του νέου είδους ως μεταδιδάκτορας στο εργαστήριο του Schleper, ποντάροντας τη δική του καριέρα στις ιδιοτροπίες ενός και μόνο, απείθαρχου οργανισμού.

Όσο βασανιστικά δύσκολο και αν είναι να αντιμετωπιστούν, τα αρχαία Asgard είναι πλέον από τους πιο περιζήτητους οργανισμούς στην επιστήμη και για καλό λόγο. Για πολλούς εξελικτικούς βιολόγους, η ανακάλυψή τους και οι επακόλουθες μελέτες δικαιολογούν την αναθεώρηση των εικόνων του δέντρου της ζωής στα σχολικά βιβλία για να τοποθετήσουμε εμάς - και κάθε άλλο πλάσμα που δημιουργήθηκε από ευκαρυωτικά κύτταρα - ως απλές παραφυάδες της ομάδας Asgard.

Μελέτες των γονιδιωμάτων του Asgard, εν τω μεταξύ, έχουν φέρει εξαιρετικά απαραίτητα δεδομένα στο ερώτημα πώς εξελίχθηκαν οι ευκαρυώτες, ένα εποχικό γεγονός στην ιστορία της Γης που εμπνέει αμφιλεγόμενες συζητήσεις. Οι περισσότερες από τις μέχρι σήμερα μελέτες έπρεπε να βασιστούν σε έμμεσους γενετικούς ανιχνευτές της ομάδας Asgard, οι οποίοι δεν προσφέρουν τις ίδιες ευκαιρίες με την προώθηση ζωντανών μικροβίων σε ένα εργαστήριο, το χρυσό πρότυπο στη μικροβιολογία από την εποχή του Louis Pasteur.

Τώρα διεξάγεται ένας αγώνας υψηλού πονταρίσματος, αργής κίνησης, καθώς τα εργαστήρια σε όλο τον κόσμο προσπαθούν να αναπτύξουν τις δικές τους κουλτούρες Asgard. Τα δείγματα δεν κοινοποιούνται. Οι στρατηγικές ανάπτυξης είναι μυστικά καλά φυλαγμένα. «Ειλικρινά σοκαριστήκαμε» όταν βγήκαν τα αποτελέσματα της ομάδας Schleper, έγραψε Hiroyuki Imachi, ο μικροβιολόγος της Ιαπωνικής Υπηρεσίας για την Επιστήμη και την Τεχνολογία της Θαλάσσιας Γης, ο οποίος, μετά από μια εξαντλητική προσπάθεια 12 ετών, απομόνωσε το πρώτο και επί του παρόντος μοναδικό άλλο αρχαίο δείγμα του Άσγκαρντ.

Δεν είναι οι μόνοι. Thijs Ettema, ένας εξελικτικός μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο Wageningen στην Ολλανδία, άφησε να εννοηθεί ότι το εργαστήριό του είχε σημειώσει πρόοδο προς τον εμπλουτισμό των πολιτισμών Asgard και μάντεψε ότι τουλάχιστον άλλα 10 εργαστήρια είχαν παρόμοια έργα σε εξέλιξη. «Δεν θα μου το έλεγαν», είπε.

Συνδυάζοντας έναν οργανισμό

Το μονοπάτι που οδήγησε στην αρχαία Asgard θερμάνθηκε για πρώτη φορά πριν από μια δεκαετία. Τότε είναι που μια ομάδα συμπεριλαμβανομένων των Ettema, Schleper και Anja Spang, ο οποίος είναι τώρα εξελικτικός μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ, ξεκίνησε να βρει αυτό που ήλπιζαν ότι θα ήταν ένας εξελικτικός κρίκος που έλειπε.

Οι βιολόγοι είχαν από καιρό χρησιμοποιήσει γενετικά δεδομένα για να ταξινομήσουν όλους τους γνωστούς οργανισμούς σε τρεις ταξινομικούς κάδους: βακτήρια, αρχαία και ευκαρυώτες. Αλλά διαφώνησαν έντονα για το πώς να σχεδιάσουν το γενεαλογικό δέντρο που θα έπρεπε να ενώσει αυτές τις ομάδες μεταξύ τους.

Carl Woese, ο σημαντικός Αμερικανός μικροβιολόγος που ανακάλυψε τα αρχαία στα τέλη της δεκαετίας του 1970, υποστήριξε ότι οι τρεις ομάδες στέκονταν μόνες τους, η καθεμία με την ίδια αξιοπρέπεια, αντιπροσωπεύοντας ξεχωριστούς «τομείς» ζωής. Κατά την άποψη του Woese και των συμμάχων του, οι αρχαίοι και οι ευκαρυώτες ήταν αδελφές ομάδες που προέρχονταν από έναν παλαιότερο πρόγονό του. Οι αντίπαλοί τους υποστήριξαν για ένα δέντρο «δύο τομέων» μόνο βακτηρίων και αρχαίων, υποστηρίζοντας ότι οι ευκαρυώτες είχαν εξελιχθεί απευθείας από τα αρχαία.

Σχηματίστηκαν στρατόπεδα. οι θέσεις εδραιώθηκαν. «Οτιδήποτε έχει να κάνει με την καταγωγή μας, ανεξάρτητα από το πόσο μακριά πηγαίνετε πίσω στο χρόνο, είναι κάτι για το οποίο νοιάζονται βαθιά οι άνθρωποι», είπε ο Spang.

Χρόνια πριν απομονωθούν οι νέοι οργανισμοί, οι μικροβιακές έρευνες εντόπισαν στοιχεία για μια άγνωστη ομάδα αρχαίων με γονιδιώματα ύποπτα κοντά σε αυτά των ευκαρυωτών σε θαλάσσια ιζήματα σε όλο τον κόσμο. Μία μελέτη, με επικεφαλής τον Steffen Jørgensen, διδακτορικός φοιτητής του Schleper, έδειξε ότι αυτά τα μυστηριώδη μικρόβια ευδοκιμούσαν στη λάσπη του πυθμένα της θάλασσας που βρέθηκε κοντά σε μια υδροθερμική οπή στον Ατλαντικό Ωκεανό το 2008. Δουλεύοντας με 7.5 γραμμάρια λάσπης από αυτά τα ίδια δείγματα, η ομάδα άρχισε να ψαρεύει μεγαλύτερες αλληλουχίες αδέσποτου DNA.

Ο ενδιάμεσος στόχος τους ήταν να χρησιμοποιήσουν μια τεχνική 20 ετών που ονομάζεται μεταγονιδιωματική για να λάβουν γενετικές αλληλουχίες από κάθε οργανισμό που υπήρχε. Φανταστείτε ότι έχετε ένα μπερδεμένο σωρό κομμάτια από χιλιάδες παζλ, εξήγησε ο Spang. Πρώτα καταλαβαίνετε ποια κομμάτια ανήκουν σε κάθε παζλ. Στη συνέχεια, βάζετε κάθε παζλ μαζί. Η μεταγονιδιωματική μπορεί να συναρμολογήσει γονιδιώματα με αυτόν τον τρόπο, λειτουργώντας μόνο από το DNA των μικροβίων που κρύβονται στη λάσπη.

Αυτή η ανάλυση, που δημοσιεύθηκε το 2015, ανακάλυψε ένα ιδιαίτερα προκλητικό γονιδίωμα. Ο οργανισμός στον οποίο ανήκε φαινόταν να είναι ο πιο ευκαρυωτικός αρχαιώνας που ανακαλύφθηκε ποτέ, με γονίδια για τουλάχιστον 175 πρωτεΐνες που έμοιαζαν έντονα με ευκαρυωτικές πρωτεΐνες. Οι ερευνητές υποστήριξαν ότι όλοι οι ευκαρυώτες μπορεί να έχουν προέλθει από έναν στενό συγγενή αυτού ακριβώς του αρχαίου, μια άποψη που υποστηρίζει έντονα την εκδοχή δύο τομέων του δέντρου της ζωής.

Ο Έτεμα ονόμασε τον οργανισμό Lokiarcheota. Το όνομα ήταν ένα νεύμα στο Κάστρο του Λόκι, τον υδροθερμικό σχηματισμό αερισμού κοντά στο σημείο που είχαν συλλεχθεί τα δείγματα. Αλλά το έγγραφο του 2015 έδωσε έναν επιπλέον λόγο. «Ο Λόκι έχει περιγραφεί ως «μια εκπληκτικά περίπλοκη, μπερδεμένη και αμφίθυμη φιγούρα που υπήρξε ο καταλύτης αμέτρητων ανεπίλυτων επιστημονικών αντιπαραθέσεων», έγραψαν, επικαλούμενοι έναν μελετητή της σκανδιναβικής λογοτεχνίας. Η νύξη φάνηκε να ταιριάζει με την αμφισβήτηση που περιβάλλει την ευκαρυογένεση, την προέλευση των πολύπλοκων κυττάρων.

Η ανακάλυψή τους σύντομα έγινε αντικείμενο πυρκαγιάς από τους υποστηρικτές του μοντέλου τριών τομέων. Υπήρχαν πραγματικά οι οργανισμοί Loki; Ή μήπως ο Spang έκανε λάθος τη μεταγονιδιωματική επίλυση γρίφων και είχε ανακατέψει τα γονιδιώματα πολλών διαφορετικών μικροβίων σε ένα χιμαιρικό, φανταστικό πλάσμα;

Σύντομα όμως ο Ettema, ο Spang και πολλοί άλλοι συνεργάτες αποκάλυψαν γενετικές αλληλουχίες παρόμοιες με αυτή του οργανισμού Loki σε θερμές πηγές, υδροφόρους ορίζοντες και ιζήματα αλμυρού και γλυκού νερού σε όλο τον κόσμο. Οι οργανισμοί δεν ήταν καθόλου σπάνιοι. Είχαν μόλις παραβλεφθεί.

Οι επιστήμονες έδωσαν στις αναδυόμενες ομάδες νέα ονόματα που διατηρούσαν το θέμα της σκανδιναβικής μυθολογίας - Odin, Thor, Hel, Heimdall - και αναφέρθηκαν σε ολόκληρο το βασίλειο ως αρχαία Asgard, από το σπίτι των σκανδιναβικών θεών. Τα πρόσθετα γονιδιώματα φάνηκαν επίσης να περιλαμβάνουν πολλές πρωτεΐνες που μοιάζουν με ευκαρυωτικά, οι οποίες υποστήριξαν περαιτέρω την εκδοχή δύο τομέων του δέντρου της ζωής στο οποίο το ευκαρυωτικό μας κλαδί φύτρωσε από έναν πρόγονο Asgard.

Ακόμα κι έτσι, η επίλυση του σημείου που συνέβη η ευκαρυογένεση στο γενεαλογικό δέντρο της ζωής δεν επέλυσε τις συζητήσεις σχετικά με το πώς εξελίχθηκε αυτή η διαδικασία. Οι βιολόγοι υποψιάζονταν ότι η μελέτη ζωντανών παραδειγμάτων των αρχαίων του Άσγκαρντ μπορεί να αποφέρει περισσότερες γνώσεις από όσες θα μπορούσαν να αντλήσουν από την εξέταση θραυσμάτων DNA. Το 2015, αμέσως μετά την ανακάλυψη της ομάδας Asgard, ο Schleper άρχισε να προσπαθεί να καλλιεργήσει ένα Loki στην Αυστρία.

Χωρίς να το γνωρίζουν όλοι, όμως, κάποιος ήδη πολλαπλασιαζόταν, τόσο αργά, στην καλλιέργεια στην Ιαπωνία.

Ένα μικρόβιο που είναι δύσκολο να το αποκτήσεις

«Το μικρό μου όνομα, Hiro, σημαίνει «ανεκτικός», είπε ο Imachi Quanta σε μια συνέντευξη του 2020. «Νομίζω ότι το να είμαι ανεκτικός και υπομονετικός είναι - πώς να το πω - σημαντικό στη ζωή μου».

Το 2006, στα ανοικτά των ακτών της Ιαπωνίας, ένα υποβρύχιο με πλήρωμα που ονομάζεται the Shinkai 6500 άνοιξε έναν πυρήνα μαύρου, θειούχου ιζήματος από το δάπεδο μιας τάφρου κάτω από 2.5 χιλιόμετρα ωκεανού. Αργότερα εκείνο το έτος, ο Imachi έβαλε μέρος αυτού του ιζήματος σε βιοαντιδραστήρες που θα μπορούσαν να προσομοιώσουν ένα περιβάλλον βαθέων υδάτων. είχε προσαρμόσει τον εξοπλισμό από τα συστήματα επεξεργασίας λυμάτων για τις αναπτυσσόμενες χώρες. Μετά εγκαταστάθηκε για να δει τι θα μπορούσε να μεγαλώσει αυτός ο παράξενος κήπος.

Η μεταγονιδιωματική είχε ήδη αποκαλύψει ότι το σύνολο των γνωστών καλλιεργήσιμων οργανισμών αντιπροσώπευε μόνο ένα κλάσμα της πραγματικής μικροβιακής ποικιλότητας της φύσης. Ο Imachi, τότε λίγα χρόνια από το μεταπτυχιακό, είχε αφιερώσει την καριέρα του στον δονκιχωτικό στόχο να φέρει όλα τα μικρόβια στην καλλιέργεια. Ωστόσο, για να αναπτυχθεί κάτι σαν Loki για εργαστηριακή μελέτη, θα απαιτούσε την εκκαθάριση πολλών τρομακτικών εμποδίων ταυτόχρονα.

Πρώτον, κάθε μικρό κομμάτι λάσπης στον πυθμένα της θάλασσας φιλοξενεί εκατοντάδες μικροβιακά είδη. Για να απομακρύνετε τα ανεπιθύμητα βακτήρια, μπορείτε να προσθέσετε αντιβιοτικά, τα οποία είναι θανατηφόρα για τα βακτήρια, αλλά είναι ανεκτά από τα αρχαία. Αλλά τα αντιβιοτικά μπορεί επίσης να σκοτώσουν συμβιωτικά βακτηριακά είδη χωρίς τα οποία ο αρχαίος στόχος σας δεν μπορεί να ζήσει. Επομένως, είναι απαραίτητο να πειραματιστείτε με διάφορα αντιβιοτικά σε διαφορετικές συγκεντρώσεις για να βρείτε μια θεραπεία που είναι κατάλληλα θανατηφόρα.

Δεύτερον, πρέπει να βρείτε το σωστό μείγμα θρεπτικών ουσιών, μέσου και ιζημάτων για να ευδοκιμήσει ο οργανισμός-στόχος σας. Τέλος, πρέπει να περιμένετε και να περιμένετε να αυξηθεί ο στόχος σε συγκεντρώσεις αρκετά υψηλές ώστε να βρείτε σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο ή να πειραματιστείτε . Όταν είναι χαρούμενος, ο οργανισμός που έθρεψε ο Imachi διαιρείται περίπου μία φορά κάθε δύο ή τρεις εβδομάδες. Συγκριτικά, Escherichia coli, το βακτηριακό άλογο εργασίας σε πολλά μικροβιολογικά εργαστήρια, διπλασιάζεται υποχρεωτικά σε μόλις 20 λεπτά.

Πέντε και μισό χρόνια αφότου τα δείγματά τους μπήκαν στον βιοαντιδραστήρα του Imachi, η ιαπωνική ομάδα εμβολίασε ό,τι αναπτυσσόταν μέσα σε μικρούς γυάλινους σωλήνες. Μετά από περίπου ένα χρόνο, παρατήρησαν αμυδρά σημάδια ζωής μέσα σε ένα σωληνάριο με αντιβιοτικά. Στη συνέχεια, άρχισαν να προσπαθούν να ωθήσουν τον στόχο τους - τον οποίο είδαν ότι είχε ακολουθίες που ταιριάζουν με αυτές της ομάδας Lokiarcheota που είχε δημοσιεύσει ο Spang το 2015 - σε υψηλότερες συγκεντρώσεις.

Το καλοκαίρι του 2019, λίγο πριν ανεβάσει το χειρόγραφό τους σε διακομιστή προεκτύπωσης, ο Imachi έστειλε στην Ettema ένα προσχέδιο ανακοινώνοντας την επιτυχία τους. Ο Ettema θυμήθηκε την πρώτη του ματιά στο πλάσμα που μελετούσε μέσω γενετικών αλληλουχιών για χρόνια. «Έμοιαζε με οργανισμό από διαφορετικό πλανήτη», είπε. «Δεν έχω ξαναδεί κάτι τέτοιο».

Οι εικόνες του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου της ιαπωνικής ομάδας τερμάτισαν τη συζήτηση σχετικά με το αν ο οργανισμός Loki ήταν πραγματικός ή ένα τεχνούργημα μεταγονιδιωματικής. Αλλά το έργο τους δημιούργησε επίσης δύο κρίσιμες νέες ανακαλύψεις για την αρχαία Loki: ότι ο οργανισμός περιβαλλόταν με μικροσκοπικά μπράτσα και ότι φαινόταν να ευδοκιμεί σε συστάδες εξαρτώμενες από ένα βακτήριο που μειώνει τα θειικά και ένα άλλο είδος αρχαίου που παρήγαγε μεθάνιο.

Εν τω μεταξύ, στο εργαστήριο του Schleper στην Αυστρία, η αρχική εξαετής επιχορήγηση μειώνονταν και δεν υπήρχε νέα χρηματοδότηση. Ένας μεταδιδακτορικός που είχε ανατεθεί στο έργο της ανάπτυξης του οργανισμού είχε καταλήξει να εγκαταλείψει την επιστήμη. Ένα άλλο μέλος της ομάδας, ένας τεχνικός, είχε ρίξει τόσα πολλά που χρειάστηκαν χειρουργική επέμβαση για το σύνδρομο καρπιαίου σωλήνα.

Το φθινόπωρο του 2019, ωστόσο, μια καλλιέργεια ενός οργανισμού Loki που ξεκίνησε από τον Rodrigues-Oliveira άρχισε να αναπτύσσεται. Διαιρέθηκε περίπου στο μισό χρόνο όπως το ιαπωνικό στέλεχος και έφτασε σε πυκνότητες 50 έως 100 φορές υψηλότερες. Ακόμα κι έτσι, η εργασία με αυτό θα μπορούσε να είναι σαν να ξεφυλλίζεις ένα Πού είναι ο Waldo; βιβλίο: Σε 36 ώρες σάρωσης δειγμάτων μέσω ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, είπε ο Schleper, η ομάδα εντόπισε μόλις 17 μεμονωμένα δείγματα.

Τον περασμένο Δεκέμβριο, έκαναν το ντεμπούτο τους στα αποτελέσματα Φύση. Αυτός ο Λόκι, επίσης, είχε νήματα που μοιάζουν με πλοκάμια, τα οποία η ομάδα του Schleper εικάζει ότι θα μπορούσαν να εμπλέξουν άλλους οργανισμούς και να αλληλεπιδράσουν μαζί τους. Αναζητώντας την ιαπωνική ομάδα, έδειξαν ότι τα πλοκάμια ήταν κατασκευασμένα από μια πρωτεΐνη, τη Λοκιακτίνη, που μοιάζει πολύ με την ακτίνη με την οποία τα ευκαρυωτικά κύτταρα δημιουργούν υποστηρικτικούς κυτταροσκελετούς. Έτσι, όχι μόνο το γονίδιο Lokiactin μοιάζει με ένα ευκαρυωτικό γονίδιο, αλλά εκτελεί μια λειτουργία που μοιάζει με ευκαρυωτικό.

Το γονίδιο Lokiactin εμφανίζεται επίσης σε κάθε ένα από τα 172 περίπου γονιδιώματα Asgard που έχουν συναντήσει οι επιστήμονες. Αυτό σημαίνει ότι ο πρόγονος ολόκληρης της ομάδας - και ίσως ο πρόγονος όλων των ευκαρυωτών - μπορεί να είχε έναν παρόμοιο πρωτοσκελετό.

Τι προσπαθεί λοιπόν να κάνει τώρα το εργαστήριο του Schleper με τον οργανισμό; "Τα παντα!" είπε γελώντας.

Προσεγγίζοντας το Σχηματισμό Σύνθετων Κυττάρων

Μέσα στην κυρίαρχη πλέον εικόνα δύο τομέων στην οποία συμβάλλουν τα αρχαία Asgard, η μεγάλη ιστορία της ζωής σε αυτόν τον πλανήτη πάει κάπως έτσι. Πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, η ζωή διαχωρίστηκε σε δύο μονοκύτταρους κλάδους, τα αρχαία και τα βακτήρια.

Γενετικά στοιχεία υποδηλώνουν ότι οι δύο κλάδοι διασταυρώθηκαν ξανά 2 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, όταν ένας αρχαίος - πιθανότατα από την ομάδα Asgard - κατάποσε με κάποιο τρόπο ένα βακτήριο. Η διαδικασία εξημέρωσε αυτό που κάποτε ήταν ένα ξεχωριστό, ελεύθερα ζωντανό κύτταρο και το μετέτρεψε στα οργανίδια που ονομάζονται μιτοχόνδρια που επιμένουν μέσα στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Οι απόγονοι αυτής της μοιραίας ένωσης διακλαδίστηκαν σε άλλους μονοκύτταρους οργανισμούς όπως τα δινομαστιγώματα, και στη συνέχεια σε πολυκύτταρα πλάσματα που μεγάλωσαν σε μακροσκοπικά μεγέθη, άφησαν απολιθώματα πίσω τους και αποίκησαν τόσο τη θάλασσα όσο και τη στεριά.

Αλλά ακόμη και οι θεωρητικοί που στέκονται πίσω από αυτή την αφήγηση ανήκουν σε διχασμένα στρατόπεδα. Κάποιοι υποστηρίζουν ότι η απόκτηση μιτοχονδρίων ήταν το καθοριστικό γεγονός στην ευκαρυογένεση. Άλλοι επιμένουν ότι τα μιτοχόνδρια έφτασαν αργά σε μια συνεχιζόμενη μετάβαση. «Μπορεί να είχατε αρχαία Asgard που ήταν ήδη αρκετά περίπλοκα και αρκετά σαν ευκαρυωτικά», είπε. Τομ Ουίλιαμς, υπολογιστική μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ. «Στη συνέχεια απέκτησαν μιτοχόνδρια, σε μια ακραία μορφή αυτής της άποψης, ως ένα είδος κερασάκι στην τούρτα».

Μέχρι στιγμής, είπε, η πολυπλοκότητα των Άσγκαρντ παρά την έλλειψη μιτοχονδρίων έχει στρέψει τη συζήτηση προς την τελευταία άποψη. Αλλά τα δεδομένα από την έρευνα για το Asgards έχουν επίσης περιορίσει τη συζήτηση για την ευκαρυγένεση με άλλους τρόπους.

Πρώτον, και τα δύο Asgards που καλλιεργήθηκαν μέχρι στιγμής έχουν αποδειχθεί δύσκολο να διαχωριστούν από μια συντροφιά άλλων μικροβίων. Όπως το ιαπωνικό Loki, οι αυστριακές οργανισμοί φαίνεται να προτιμούν —ακόμα και εξαρτώνται— να έχουν ένα επιπλέον είδος αρχαίου και ένα άλλο βακτήριο που μειώνει τα θειικά σε καλλιέργεια μαζί τους. Μελετητές που ασχολούνται με την ευκαρυογένεση, όπως π.χ Purificación López-García στο Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας της Γαλλίας, προώθησαν από καιρό την ιδέα ότι τα μιτοχόνδρια καταγράφηκαν για πρώτη φορά από μέσα ακριβώς αυτού του είδους «συντροπική» συνεργασία, όπου πολλά είδη ζουν αλληλεξαρτώμενα.

Το εύρημα ότι οι Lokis έχουν πλοκάμια ακτίνης προσθέτει αληθοφάνεια σε ένα σενάριο ευκαρυογένεσης που ονομάζεται το μοντέλο μέσα προς τα έξω, είπαν οι Spang και Schleper. Το 2014 ο κυτταρικός βιολόγος Μπαζ Μπάουμ στο University College του Λονδίνου και τον ξάδερφό του, τον εξελικτικό βιολόγο Ντέιβιντ Μπάουμ του Πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν, Μάντισον, πρότεινε μια ιδέα που είχαν πει σε οικογενειακές εκδηλώσεις: ότι οι πρώτοι ευκαρυώτες γεννήθηκαν αφού ένα απλό προγονικό κύτταρο επέκτεινε προεξοχές πέρα ​​από τα κυτταρικά του τοιχώματα. Πρώτα αυτά τα χέρια έφτασαν προς ένα συμβιωτικό βακτήριο. Τελικά έκλεισαν γύρω από αυτόν τον σύντροφο, μετατρέποντάς τον σε πρωτο-μιτοχόνδριο. Τόσο το αρχικό αρχαϊκό κύτταρο όσο και το συλλαμβανόμενο συμβίωμα ήταν περιτυλιγμένα σε έναν σκελετό που παρείχαν οι βραχίονες.

Τότε που τα αρχαία του Άσγκαρντ ήταν ακόμα γνωστά μόνο από υπολείμματα περιβαλλοντικού DNA, ο Μπάουμ είχε ζητήσει από τους συμμετέχοντες σε ένα συνέδριο να σχεδιάσουν πώς πίστευαν ότι θα έμοιαζαν οι οργανισμοί. Το δικό του σχέδιο βασισμένο στις ιδέες από μέσα προς τα έξω, που προέβλεπε ότι θα είχαν προεξέχοντα χέρια, εξέπληξε τους άλλους συγκεντρωμένους επιστήμονες. Εκείνη την εποχή, είπε ο Schleper, φαινόταν «τόσο περίεργο που κάνει αυτή την αστεία πρόταση».

Μια ανταγωνιστική ατμόσφαιρα

Τα γεγονότα της ευκαρυογένεσης έχουν τόσο συγκαλυφθεί λόγω του χρόνου που μεσολάβησε και της ανταλλαγής γονιδίων που μπορεί να μην τα μάθουμε ποτέ με βεβαιότητα.

Τα δύο είδη Loki επί του παρόντος στον πολιτισμό, για παράδειγμα, είναι σύγχρονοι οργανισμοί που διαφέρουν από τα αρχαία αρχαία με τον ίδιο τρόπο που ένας ζωντανός, τραγουδιστής καρδινάλιος διαφέρει από τον προγονικό δεινόσαυρο από τον οποίο εξελίχθηκε. Η ομάδα Loki δεν είναι καν το υποσύνολο των αρχαίων Asgard που σύμφωνα με γενετικές αναλύσεις σχετίζεται στενότερα με τους ευκαρυώτες. (Βάσει γνωστών γονιδιωμάτων Asgard, ένα προτύπωμα που δημοσιεύτηκε από τον Ettema και τους συναδέλφους του τον Μάρτιο, υποστήριξαν ότι ο πρόγονος των ευκαρυωτών ήταν ένας αρχαίος Heimdall.)

Παρόλα αυτά, τα εργαστήρια σε όλο τον κόσμο στοιχηματίζουν ότι φέρνοντας πιο διαφορετικούς εκπροσώπους της ομάδας Asgard στην καλλιέργεια θα παράσχουν μια μεγάλη ποσότητα νέων ενδείξεων σχετικά με τον κοινό τους πρόγονο —και μας—. Ο Σλέπερ προσπαθεί. Το ίδιο και η Έτεμα. Το ίδιο και ο Baum, ο οποίος είπε ότι το εργαστήριό του θα καλωσορίσει σύντομα έναν νέο συνάδελφο που θα φέρει φιαλίδια με αρχαία από ομάδες όπως ο Heimdall και ο Odin. Το ίδιο και ο Imachi, ο οποίος αρνήθηκε να μιλήσει Quanta για αυτή την ιστορία.

«Αν έπαιρνα συνέντευξη από εσάς τώρα, πιθανότατα θα μιλούσα για νέα δεδομένα που δεν έχουν ακόμη δημοσιευτεί», εξήγησε σε ένα email, προσθέτοντας ότι η ομάδα του επικρότησε τις προσπάθειες της ομάδας Schleper. «Είναι πολύ ανταγωνιστικό τώρα (αν και δεν μου αρέσει αυτού του είδους ο ανταγωνισμός)», πρόσθεσε.

Άλλες πηγές επίσης θρήνησαν για την υπερβολικά συμπιεσμένη ατμόσφαιρα. «Θα ήταν ωραίο αν το πεδίο ήταν πιο ανοιχτό για κοινή χρήση», είπε ο Spang. Η πίεση βαραίνει περισσότερο τους νέους επιστήμονες που τείνουν να αναλαμβάνουν έργα καλλιέργειας υψηλού κινδύνου και υψηλής ανταμοιβής. Η επιτυχία μπορεί να προσθέσει μια λάμψη Φύση χαρτί στο βιογραφικό τους. Αλλά η σπατάλη ετών σε μια αποτυχημένη προσπάθεια μπορεί να μειώσει τις πιθανότητές τους να βρουν ποτέ δουλειά στην επιστήμη. «Είναι πραγματικά μια άδικη κατάσταση», είπε ο Schleper.

Προς το παρόν, όμως, ο αγώνας συνεχίζεται. Όταν τα ξαδέρφια Baum δημοσίευσαν τις ιδέες τους για την ευκαρυογένεση το 2014, είπε ο Buzz Baum, υπέθεσαν ότι πιθανότατα δεν θα μάθαμε ποτέ την αλήθεια. Στη συνέχεια, ξαφνικά εμφανίστηκαν οι Asgards, προσφέροντας νέες αναλαμπές των οριακών, μεταβατικών σταδίων που ενίσχυσαν τη ζωή από την απλότητα ενός κυττάρου στην υπερένταση.

«Πριν καταστρέψουμε αυτόν τον όμορφο πλανήτη, θα πρέπει να ψάξουμε λίγο, γιατί υπάρχουν ωραία πράγματα στον πλανήτη Γη για τα οποία δεν γνωρίζουμε τίποτα. Ίσως υπάρχουν πράγματα που είναι κάπως ζωντανά απολιθώματα – καταστάσεις ενδιάμεσα», είπε. «Ίσως είναι στην κουρτίνα του μπάνιου μου».