เซลล์ Asgard ดึกดำบรรพ์แสดงชีวิตบนขอบของความซับซ้อน

ต้นโอ๊ก เชื้อราทางชีวภาพพันกับรากของมัน เสียงพระคาร์ดินัลส่งเสียงร้องจากกิ่งก้านสาขาหนึ่ง เงื่อนงำที่ดีที่สุดของเราในการสืบหาบรรพบุรุษร่วมกันอาจมาจากภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนซึ่งถูกเปิดเผยในเดือนธันวาคม

"ดู!" นักจุลชีววิทยากล่าว คริสต้า ชเลปเปอร์ยิ้มแย้มแจ่มใสขณะที่เธอถือภาพพิมพ์ที่มีความละเอียดสูงไว้หน้าเว็บแคมของเธอที่มหาวิทยาลัยเวียนนา “ไม่สวยเหรอ?” เซลล์ในไมโครกราฟเป็นลูกกลมขนาดกว้าง 500 นาโนเมตรล้อมรอบด้วยรัศมีคล้ายแมงกะพรุน ทีมงานของเธอไม่เพียงแต่แยกและเพาะเลี้ยงสิ่งมีชีวิตเป็นครั้งแรกเท่านั้น แต่ยังแสดงให้เห็นว่าเส้นใยที่ลุกเป็นไฟของมันทำมาจากโปรตีนแอกติน ซึ่งเป็นโครงร่างโครงร่างในเซลล์ที่ซับซ้อนเกือบทั้งหมด หรือเซลล์ยูคาริโอต

แต่นี่ไม่ใช่เซลล์ที่ซับซ้อน มันดูเป็นบรรพบุรุษดั้งเดิมมากกว่า สิ่งมีชีวิตก่อน ตีพิมพ์ใน ธรรมชาติเป็นเพียงตัวแทนที่สองของกลุ่มจุลินทรีย์ที่เรียกว่า Asgard archaea ที่จะเติบโตและศึกษาในรายละเอียด การเกลี้ยกล่อมให้มันงอกออกมาจากตะกอนก้นทะเลจำนวนเล็กน้อยซึ่งใช้เวลาหกปี ก็เหมือนการเตรียมห้องแต่งตัวสำหรับคนดังเจ้าอารมณ์ สิ่งมีชีวิตไม่สามารถหมุนเหวี่ยง กวน สัมผัสกับออกซิเจน แยกออกจากจุลินทรีย์อื่นๆ สองสามตัวที่มันเป็นเพื่อนอยู่รอบๆ หรือเร่งให้เติบโตเร็วกว่าน้ำแข็ง

เป็นเดือนๆ มันไม่งอกเลยด้วยซ้ำ “ฉันยังกังวลเกี่ยวกับอนาคตของตัวเองในด้านวิทยาศาสตร์” กล่าว ติอาโก้ โรดริเกซ-โอลิเวร่าซึ่งเป็นผู้นำความพยายามในการเพาะเลี้ยงสปีชีส์ใหม่ในฐานะ postdoc ในห้องแล็บของ Schleper โดยเดิมพันอาชีพของเขาด้วยสิ่งมีชีวิตที่ดื้อรั้นเพียงตัวเดียว

Asgard archaea เป็นหนึ่งในสิ่งมีชีวิตที่เป็นที่ปรารถนามากที่สุดในทางวิทยาศาสตร์และด้วยเหตุผลที่ดี แม้ว่าพวกเขาจะรับมือได้ยากอย่างเลือดตาแทบกระเด็น สำหรับนักชีววิทยาวิวัฒนาการหลายๆ คน การค้นพบของพวกเขาและการศึกษาที่ตามมาพิสูจน์ให้เห็นถึงการแก้ไขรูปภาพในตำราของต้นไม้แห่งชีวิตเพื่อให้เหมาะกับเรา และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ทุกตัวที่สร้างจากเซลล์ยูคาริโอต ซึ่งเป็นเพียงหน่อของกลุ่มแอสการ์ด

ในขณะเดียวกัน การศึกษาเกี่ยวกับจีโนมของ Asgard ได้นำข้อมูลที่จำเป็นอย่างมากมาสู่คำถามที่ว่ายูคาริโอตมีวิวัฒนาการอย่างไร ซึ่งเป็นเหตุการณ์สำคัญในประวัติศาสตร์โลกที่ก่อให้เกิดการโต้เถียงถกเถียงกัน การศึกษาส่วนใหญ่จนถึงปัจจุบันต้องพึ่งพาการตรวจพันธุกรรมทางอ้อมของกลุ่มแอสการ์ด ซึ่งไม่มีโอกาสเท่ากับการทดลองจุลินทรีย์ที่มีชีวิตในห้องแล็บ ซึ่งเป็นมาตรฐานทองคำในด้านจุลชีววิทยาตั้งแต่สมัยของหลุยส์ ปาสเตอร์

ตอนนี้การแข่งขันแบบสโลว์โมชั่นที่มีเดิมพันสูงกำลังดำเนินอยู่ ในขณะที่ห้องทดลองทั่วโลกพยายามสร้างวัฒนธรรมของชาวแอสการ์ดให้เติบโต ไม่มีการแชร์ตัวอย่าง กลยุทธ์การเติบโตเป็นความลับที่ได้รับการปกป้องอย่างแน่นหนา “เราตกใจมากจริงๆ” เมื่อผลลัพธ์ของทีม Schleper ออกมา ฮิโรยูกิ อิมาจินักจุลชีววิทยาแห่ง Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology ผู้ซึ่งหลังจากความพยายามอย่างเหน็ดเหนื่อยถึง 12 ปี ได้แยกตัวอย่าง Asgard archaea ตัวแรกและตัวปัจจุบันเพียงตัวเดียว

พวกเขาไม่ใช่คนเดียวเท่านั้น ธิส เอตเทมานักจุลชีววิทยาด้านวิวัฒนาการแห่งมหาวิทยาลัย Wageningen ในเนเธอร์แลนด์ บอกใบ้ว่าห้องทดลองของเขามีความก้าวหน้าในการทำให้วัฒนธรรม Asgard สมบูรณ์ยิ่งขึ้น และเขาเดาว่าห้องทดลองอื่นๆ อย่างน้อย 10 แห่งมีโครงการที่คล้ายกันที่กำลังดำเนินการอยู่ “พวกเขาจะไม่บอกฉัน” เขากล่าว

ปะติดปะต่อสิ่งมีชีวิต

เส้นทางที่นำไปสู่ ​​Asgard archaea เริ่มอุ่นขึ้นเมื่อสิบปีก่อน นั่นคือเวลาที่ทีมรวมถึง Ettema, Schleper และ อันยา สพรั่งซึ่งปัจจุบันเป็นนักจุลชีววิทยาเชิงวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัม ได้ออกเดินทางเพื่อค้นหาสิ่งที่พวกเขาหวังว่าจะเป็นตัวเชื่อมโยงวิวัฒนาการที่ขาดหายไป

นักชีววิทยาใช้ข้อมูลทางพันธุกรรมมานานแล้วในการจำแนกสิ่งมีชีวิตที่รู้จักทั้งหมดออกเป็น XNUMX ถังอนุกรมวิธาน ได้แก่ แบคทีเรีย อาร์เคีย และยูคาริโอต แต่พวกเขาไม่เห็นด้วยอย่างอึกทึกครึกโครมถึงวิธีการวาดแผนภูมิต้นไม้ครอบครัวที่ควรจะเชื่อมโยงกลุ่มเหล่านี้เข้าด้วยกัน

คาร์ล โวสนักจุลชีววิทยาผู้มีอิทธิพลชาวอเมริกันผู้ค้นพบอาร์เคียในช่วงปลายทศวรรษ 1970 ระบุว่าทั้งสามกลุ่มมีจุดยืนเป็นของตัวเอง แต่ละกลุ่มมีศักดิ์ศรีเหมือนกัน เป็นตัวแทนของ "ขอบเขต" ของชีวิตที่แตกต่างกัน ในมุมมองของ Woese และพรรคพวก อาร์เคียและยูคาริโอตเป็นกลุ่มพี่น้องที่สืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษที่มีอายุมากกว่า ฝ่ายตรงข้ามของพวกเขาโต้เถียงกันเรื่องต้นไม้ "สองโดเมน" ที่มีเพียงแค่แบคทีเรียและอาร์เคีย โดยอ้างว่ายูคาริโอตมีวิวัฒนาการมาจากอาร์เคียโดยตรง

ค่ายก่อตัว; ตำแหน่งเติบโตขึ้นอย่างมั่นคง “สิ่งใดก็ตามที่เกี่ยวข้องกับต้นกำเนิดของเรา โดยไม่ขึ้นอยู่กับว่าย้อนเวลากลับไปได้ไกลเพียงใด เป็นสิ่งที่มนุษย์ให้ความสำคัญอย่างลึกซึ้ง” Spang กล่าว

หลายปีก่อนที่สิ่งมีชีวิตใหม่จะถูกแยกออก การสำรวจจุลินทรีย์ได้บ่งชี้ถึงกลุ่มอาร์เคียที่ไม่รู้จักซึ่งมีจีโนมใกล้เคียงกับยูคาริโอตในตะกอนทะเลทั่วโลกอย่างน่าสงสัย การศึกษาหนึ่งนำโดย สเตฟเฟ่น เยอร์เกนเซ่นนักศึกษาปริญญาเอกของ Schleper แสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ลึกลับเหล่านี้เติบโตในโคลนก้นทะเลที่ขุดขึ้นมาใกล้กับช่องระบายความร้อนใต้ทะเลในมหาสมุทรแอตแลนติกในปี 2008 การทำงานกับโคลน 7.5 กรัมจากตัวอย่างเดียวกันนี้ ทีมงานเริ่มหาลำดับดีเอ็นเอหลงทางที่ยาวขึ้น

เป้าหมายขั้นกลางของพวกเขาคือการใช้เทคนิคอายุ 20 ปีที่เรียกว่าเมตาโกโนมิกส์เพื่อให้ได้ลำดับพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดที่มีอยู่ ลองนึกภาพว่าคุณมีชิ้นส่วนที่ปะปนกันจากพัซเซิลนับพัน Spang อธิบาย อันดับแรก คุณต้องหาว่าชิ้นส่วนใดเป็นของปริศนาแต่ละตัว จากนั้นคุณนำปริศนาแต่ละอันมารวมกัน เมทาโกโนมิกส์สามารถรวบรวมจีโนมด้วยวิธีนี้ โดยทำงานเฉพาะจากดีเอ็นเอของจุลินทรีย์ที่แฝงตัวอยู่ในโคลนเท่านั้น

การวิเคราะห์นั้นซึ่งเผยแพร่ในปี 2015 ค้นพบจีโนมที่เร้าใจโดยเฉพาะ สิ่งมีชีวิตที่มันอาศัยอยู่ดูเหมือนจะเป็นอาร์เคียออนที่มีลักษณะคล้ายยูคาริโอตมากที่สุดเท่าที่เคยค้นพบ โดยมียีนสำหรับโปรตีนอย่างน้อย 175 ชนิดที่คล้ายกับโปรตีนยูคาริโอตอย่างมาก นักวิจัยแย้งว่ายูคาริโอตทั้งหมดอาจเกิดขึ้นจากญาติสนิทของอาร์คีออนตัวนั้น ซึ่งเป็นมุมมองที่สนับสนุนต้นไม้แห่งชีวิตแบบสองโดเมนอย่างมาก

เอตเทมาตั้งชื่อสิ่งมีชีวิตว่า Lokiarcheota ชื่อนี้เป็นการยกย่องให้กับปราสาทของโลกิ การก่อตัวของช่องระบายความร้อนด้วยความร้อนใกล้กับที่เก็บตัวอย่าง แต่กระดาษปี 2015 ให้เหตุผลเพิ่มเติม “โลกิได้รับการอธิบายว่าเป็น 'บุคคลที่ซับซ้อนอย่างน่าทึ่ง สับสน และคลุมเครือ ซึ่งเป็นตัวเร่งให้เกิดข้อถกเถียงทางวิชาการที่ไม่ได้รับการแก้ไขนับไม่ถ้วน'” พวกเขาเขียนโดยอ้างนักวิชาการด้านวรรณกรรมสแกนดิเนเวีย การพาดพิงดูเหมือนจะเข้ากับการโต้เถียงเกี่ยวกับยูคาริโอเจเนซิสซึ่งเป็นต้นกำเนิดของเซลล์ที่ซับซ้อน

ในไม่ช้าการค้นพบของพวกเขาก็ถูกโจมตีจากผู้สนับสนุนโมเดลสามโดเมน สิ่งมีชีวิตของโลกิมีอยู่จริงหรือไม่? หรือ Spang ทำผิดในการไขปริศนา metagenomic และผสมจีโนมของจุลินทรีย์ที่แตกต่างกันหลายตัวให้เป็นสิ่งมีชีวิตในจินตนาการที่แปลกประหลาด

แต่ในไม่ช้า Ettema, Spang และผู้ทำงานร่วมกันอีกหลายคนก็ค้นพบลำดับพันธุกรรมที่คล้ายกับของสิ่งมีชีวิต Loki ในน้ำพุร้อน ชั้นหินอุ้มน้ำ และตะกอนทั้งน้ำเค็มและน้ำจืดทั่วโลก สิ่งมีชีวิตไม่ได้หายากเลย พวกเขาเพิ่งถูกมองข้าม

นักวิทยาศาสตร์ตั้งชื่อใหม่ให้กับกลุ่มที่เกิดขึ้นใหม่ซึ่งคงไว้ซึ่งธีมตำนานเทพเจ้านอร์ส — โอดิน ธอร์ เฮล เฮมดัลล์ — และเรียกอาณาจักรทั้งหมดว่าอาร์เคียแห่งแอสการ์ด ตามที่อยู่ของเทพเจ้านอร์ส จีโนมเพิ่มเติมดูเหมือนจะรวมโปรตีนที่มีลักษณะคล้ายยูคารีโอตจำนวนมาก ซึ่งสนับสนุนต้นไม้แห่งชีวิตรุ่นสองโดเมนที่สาขายูคาริโอตของเราแตกหน่อจากบรรพบุรุษแอสการ์ด

ถึงกระนั้น การแก้ปัญหาว่ายูคาริโอเจเนซิสเกิดขึ้นที่ใดในผังครอบครัวของชีวิตก็แทบไม่ช่วยแก้ปัญหาการถกเถียงว่ากระบวนการนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร นักชีววิทยาสงสัยว่าการศึกษาตัวอย่างที่มีชีวิตของ Asgard archaea อาจให้ข้อมูลเชิงลึกมากกว่าที่พวกเขาจะรวบรวมได้จากการดูชิ้นส่วนของ DNA ในปี 2015 หลังจากค้นพบกลุ่ม Asgard ได้ไม่นาน Schleper ก็เริ่มพยายามเลี้ยงโลกิในออสเตรีย

แม้ว่าพวกเขาทั้งหมดจะไม่รู้จัก พวกมันเพิ่มจำนวนขึ้นเรื่อย ๆ อย่างช้า ๆ ในการฝึกฝนในญี่ปุ่น

จุลินทรีย์ที่เล่นได้ยาก

“ชื่อแรกของฉัน ฮิโระ แปลว่า อดทน” อิมาจิบอก ควอนตั้ม ในการสัมภาษณ์ปี 2020 “ฉันคิดว่า [การ] มีใจกว้างและอดทนคือ – จะพูดยังไงดี – สำคัญในชีวิตฉัน”

ในปี 2006 นอกชายฝั่งประเทศญี่ปุ่น เรือดำน้ำแบบมีลูกเรือที่เรียกว่า ชินไค 6500 เจาะแกนตะกอนสีดำกำมะถันออกจากพื้นร่องลึกใต้มหาสมุทร 2.5 กิโลเมตร ต่อมาในปีนั้น Imachi ได้ใส่ตะกอนบางส่วนลงในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่สามารถจำลองสภาพแวดล้อมใต้ทะเลลึกได้ เขาได้ดัดแปลงอุปกรณ์จากระบบบำบัดน้ำเสียสำหรับประเทศกำลังพัฒนา จากนั้นเขาก็นั่งลงเพื่อดูว่าสวนประหลาดแห่งนี้จะเติบโตได้อย่างไร

เมตาโกโนมิกส์ได้เปิดเผยแล้วว่าสิ่งมีชีวิตที่เพาะเลี้ยงได้ทั้งหมดนั้นเป็นเพียงเศษเสี้ยวของความหลากหลายของจุลินทรีย์ตามธรรมชาติอย่างแท้จริง อิมาจิ ซึ่งขณะนั้นจบบัณฑิตวิทยาลัยได้ไม่กี่ปี ได้อุทิศอาชีพของเขาให้กับเป้าหมายที่แปลกประหลาดในการนำจุลินทรีย์ทั้งหมดเข้าสู่การเพาะปลูก การจะปลูกบางอย่างเช่นโลกิสำหรับการศึกษาในห้องปฏิบัติการนั้น จำเป็นต้องผ่านอุปสรรค์ที่น่ากลัวหลายอย่างในคราวเดียว

ประการแรก โคลนพื้นทะเลชิ้นเล็ก ๆ เป็นที่อยู่อาศัยของจุลินทรีย์หลายร้อยชนิด หากต้องการกำจัดแบคทีเรียที่ไม่ต้องการออกไป คุณสามารถเพิ่มยาปฏิชีวนะซึ่งแบคทีเรียทำให้ตายได้ แต่เชื้ออาร์เคียจะทนได้ แต่ยาปฏิชีวนะอาจฆ่าเชื้อแบคทีเรียทางชีวภาพที่ archaeon เป้าหมายของคุณขาดไม่ได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทดลองกับยาปฏิชีวนะหลายชนิดที่ระดับความเข้มข้นต่างๆ กัน เพื่อหาวิธีการรักษาที่เหมาะสมที่สุดเท่านั้น

ประการที่สอง คุณต้องหาส่วนผสมของสารอาหาร อาหารเลี้ยงเชื้อ และตะกอนที่เหมาะสมเพื่อให้สิ่งมีชีวิตเป้าหมายของคุณเจริญเติบโต สุดท้าย คุณต้องรอและรอให้เป้าหมายเติบโตจนมีความเข้มข้นสูงพอที่จะหาได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนหรือทำการทดลอง . เมื่อมันมีความสุข สิ่งมีชีวิตที่อิมาจิเลี้ยงดูจะแบ่งตัวทุกๆ สองหรือสามสัปดาห์ โดยการเปรียบเทียบ เชื้อ Escherichia coliแบคทีเรียในห้องปฏิบัติการจุลชีววิทยาหลายแห่ง เพิ่มจำนวนตัวเองเป็นสองเท่าในเวลาเพียง 20 นาที

ห้าปีครึ่งหลังจากที่ตัวอย่างของพวกเขาเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพของ Imachi ทีมงานชาวญี่ปุ่นได้ทำการฉีดวัคซีนอะไรก็ตามที่เติบโตภายในเข้าไปในหลอดแก้วเล็กๆ หลังจากผ่านไปประมาณหนึ่งปี พวกเขาสังเกตเห็นสัญญาณชีวิตที่จางๆ ภายในหลอดเดียวที่เติมยาปฏิชีวนะ จากนั้นพวกเขาก็เริ่มพยายามผลักดันเป้าหมายของพวกเขา ซึ่งเห็นว่ามีลำดับที่ตรงกับกลุ่ม Lokiarcheota ที่ Spang เผยแพร่ในปี 2015 ไปสู่ความเข้มข้นที่สูงขึ้น

ในฤดูร้อนปี 2019 ไม่นานก่อนที่จะอัปโหลดต้นฉบับไปยังเซิร์ฟเวอร์เตรียมพิมพ์ Imachi ได้ส่งเอกสารฉบับร่างให้ Ettema ประกาศความสำเร็จของพวกเขา. เอตเทมานึกถึงสิ่งมีชีวิตที่เขาศึกษาผ่านลำดับพันธุกรรมเป็นเวลาหลายปีเป็นครั้งแรก “มันดูเหมือนสิ่งมีชีวิตจากดาวดวงอื่น” เขากล่าว “ฉันไม่เคยเห็นอะไรแบบนั้นเลย”

ภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของกลุ่มชาวญี่ปุ่นยุติการถกเถียงว่าสิ่งมีชีวิตโลกิเป็นของจริงหรือเป็นสิ่งประดิษฐ์ของเมตาโกโนมิกส์ แต่งานของพวกเขายังก่อให้เกิดการค้นพบใหม่ที่สำคัญสองประการเกี่ยวกับ Loki archaea: สิ่งมีชีวิตล้อมรอบตัวเองด้วยแขนเล็ก ๆ และดูเหมือนว่าจะเจริญเติบโตเป็นกลุ่มก้อนที่พึ่งพาอาศัยกันโดยมีแบคทีเรียที่ลดซัลเฟตและสายพันธุ์อื่นของ archaeon ที่ผลิตก๊าซมีเทน

ในขณะเดียวกัน ในห้องทดลองของ Schleper ในออสเตรีย ทุนสนับสนุน XNUMX ปีแรกลดน้อยลงและไม่เห็นเงินทุนใหม่ เอกสารหลังปริญญาเอกหนึ่งฉบับที่ได้รับมอบหมายให้ดูแลการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตต้องออกจากงานวิทยาศาสตร์ สมาชิกในทีมอีกคนหนึ่งซึ่งเป็นช่างเทคนิคได้ปิเปตมากจนต้องเข้ารับการผ่าตัดสำหรับกลุ่มอาการคาร์พัลทันเนล

อย่างไรก็ตาม ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2019 วัฒนธรรมของสิ่งมีชีวิตในโลกิที่เริ่มต้นโดย Rodrigues-Oliveira มันแบ่งประมาณครึ่งหนึ่งของสายพันธุ์ญี่ปุ่น และมีความหนาแน่นสูงกว่า 50 ถึง 100 เท่า ถึงกระนั้นก็ตาม การทำงานกับมันก็ยังเหมือนกับการผ่าน a Waldo อยู่ที่ไหน หนังสือ: ใน 36 ชั่วโมงของการสแกนตัวอย่างผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน Schleper กล่าวว่า ทีมงานพบเพียง 17 ตัวอย่างเท่านั้น

เมื่อเดือนธันวาคมที่ผ่านมา พวกเขาเปิดตัวผลงานของพวกเขาใน ธรรมชาติ. โลกิตัวนี้ก็มีเส้นใยคล้ายหนวดซึ่งกลุ่มของ Schleper คาดเดาว่าอาจเข้าไปพัวพันกับสิ่งมีชีวิตอื่นและมีปฏิสัมพันธ์กับพวกมัน เมื่อสำรวจทีมญี่ปุ่น พวกเขาพบว่าหนวดทำจากโปรตีน Lokiactin ซึ่งคล้ายกับแอกตินที่เซลล์ยูคาริโอตสร้างโครงร่างโครงร่างโครงร่างเซลล์ ยีน Lokiactin ไม่เพียงแต่เหมือนยีนยูคาริโอตเท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่คล้ายยูคารีโอตอีกด้วย

ยีน Lokiactin ยังปรากฏในจีโนม Asgard ทั้งหมด 172 จีโนมที่นักวิทยาศาสตร์พบ นั่นก็หมายความว่าบรรพบุรุษของทั้งกลุ่ม - และอาจเป็นบรรพบุรุษของยูคาริโอตทั้งหมด - อาจมีโครงกระดูกโปรโตที่คล้ายกัน

แล้วห้องทดลองของ Schleper กำลังพยายามทำอะไรกับสิ่งมีชีวิตอยู่ตอนนี้? "ทุกอย่าง!" เธอพูดพลางหัวเราะ

การเข้าถึงเพื่อสร้างเซลล์ที่ซับซ้อน

ภายในภาพสองโดเมนที่โดดเด่นในขณะนี้ซึ่ง Asgard archaea กำลังมีส่วนร่วม เรื่องราวใหญ่ของชีวิตบนโลกใบนี้เป็นไปในทำนองนี้ ประมาณ 4 พันล้านปีก่อน สิ่งมีชีวิตแยกออกเป็นสองแขนงเซลล์เดียว คือ อาร์เคียและแบคทีเรีย

หลักฐานทางพันธุกรรมบอกเป็นนัยว่าทั้งสองสาขาข้ามอีกครั้งในอีก 2 พันล้านปีต่อมา เมื่ออาร์คีออนซึ่งน่าจะมาจากกลุ่มแอสการ์ดได้กินแบคทีเรียเข้าไป กระบวนการนี้ทำให้สิ่งที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นเซลล์ที่มีชีวิตอิสระแตกต่างออกไป และเปลี่ยนมันให้กลายเป็นออร์แกเนลล์ที่เรียกว่าไมโตคอนเดรียที่ยังคงอยู่ภายในเซลล์ยูคาริโอต ลูกหลานของสหภาพที่เป็นเวรเป็นกรรมนั้นแตกแขนงออกเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวอื่นๆ เช่น ไดโนแฟลกเจลเลต และต่อมากลายเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ขยายใหญ่ขึ้นจนมีขนาดมหึมา ทิ้งซากฟอสซิลไว้เบื้องหลัง และตั้งรกรากทั้งในทะเลและบนบก

แต่แม้แต่นักทฤษฎีที่ยืนอยู่ข้างหลังเรื่องเล่านี้ก็อยู่ในค่ายที่แตกแยก บางคนโต้แย้งว่าการได้รับไมโตคอนเดรียเป็นเหตุการณ์ที่กำหนดในการสร้างยูคาริโอเจเนซิส คนอื่นยืนยันว่าไมโทคอนเดรียมาถึงช้าในช่วงการเปลี่ยนแปลงที่กำลังดำเนินอยู่ “คุณอาจมี Asgard archaea ที่ค่อนข้างซับซ้อนและค่อนข้างคล้ายยูคาริโอตอยู่แล้ว” กล่าว ทอมวิลเลียมส์นักจุลชีววิทยาเชิงคำนวณแห่งมหาวิทยาลัยบริสตอล "จากนั้นพวกเขาก็ได้รับไมโทคอนเดรียในรูปแบบสุดโต่งของมุมมองนี้ เหมือนกับไอซิ่งบนเค้ก"

จนถึงตอนนี้ เขากล่าวว่าความซับซ้อนของ Asgards แม้ว่าพวกเขาจะไม่มีไมโตคอนเดรียได้ทำให้การอภิปรายไปสู่มุมมองหลัง แต่ข้อมูลจากการวิจัยเกี่ยวกับ Asgards ได้จำกัดการอภิปรายเกี่ยวกับการสร้างยูคาริโอเจเนซิสด้วยวิธีการอื่นๆ

สิ่งหนึ่งที่ Asgards ทั้งสองปลูกจนถึงตอนนี้ได้พิสูจน์แล้วว่ายากที่จะแยกออกจากกลุ่มจุลินทรีย์อื่น ๆ เช่นเดียวกับ Loki ของญี่ปุ่น สิ่งมีชีวิตในออสเตรียดูเหมือนจะชอบ — แม้จะขึ้นอยู่กับ — การมีอาร์คีออนสายพันธุ์พิเศษและแบคทีเรียลดซัลเฟตอีกชนิดหนึ่งในวัฒนธรรมร่วมกับพวกมัน นักวิชาการที่ทำงานเกี่ยวกับยูคาริโอเจเนซิสเช่น ปูริฟิกาซิออน โลเปซ-การ์เซีย ที่ศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติฝรั่งเศส ได้สนับสนุนแนวคิดที่ว่าไมโตคอนเดรียถูกดักจับจากภายในเซลล์ประเภทนี้มานานแล้ว ความร่วมมือแบบ "syntropic"ซึ่งหลายชนิดอาศัยอยู่แบบพึ่งพาอาศัยกัน

การค้นพบว่าโลกิสมีหนวดแอกตินเพิ่มความน่าเชื่อถือให้กับสถานการณ์ยูคาริโอเจเนซิสที่เรียกว่า โมเดลภายในสู่ภายนอกSpang และ Schleper กล่าว ในปี 2014 นักชีววิทยาด้านเซลล์ บัซบาม ที่มหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอนกับลูกพี่ลูกน้องของเขา นักชีววิทยาวิวัฒนาการ เดวิด บอม แห่งมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน แมดิสัน เสนอแนวคิดที่พวกเขาได้เริ่มขึ้นในกิจกรรมของครอบครัว นั่นคือ ยูคาริโอตตัวแรกถือกำเนิดขึ้นหลังจากเซลล์บรรพบุรุษที่เรียบง่ายยื่นออกมาผ่านผนังเซลล์ ก่อนอื่นแขนเหล่านี้เอื้อมไปหาแบคทีเรียชีวภาพ ในที่สุดพวกมันก็เข้าใกล้คู่หูนั้น เปลี่ยนเป็นโปรโต-ไมโตคอนเดรียน ทั้งเซลล์อาร์คีอัลเดิมและซิมไบโอตที่จับได้นั้นถูกห่อหุ้มไว้ภายในโครงกระดูกที่แขนเตรียมไว้ให้

ย้อนกลับไปเมื่อ Asgard archaea ยังเป็นที่รู้จักจากเศษ DNA ของสิ่งแวดล้อมเท่านั้น Baum ได้ขอให้ผู้เข้าร่วมประชุมวาดสิ่งที่พวกเขาคิดว่าสิ่งมีชีวิตจะมีลักษณะอย่างไร การวาดภาพของเขาเองตามแนวคิดจากภายในสู่ภายนอก ซึ่งคาดการณ์ว่าพวกเขาจะแสดงแขนที่ยื่นออกมา ทำให้นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ในเวลานั้น Schleper กล่าวว่า "มันดูแปลกมากที่เขาเสนอคำแนะนำที่ตลกขบขันนี้"

บรรยากาศการแข่งขัน

เหตุการณ์ของยูคาริโอเจเนซิสถูกบดบังด้วยเวลาและการแลกเปลี่ยนยีนที่เราไม่อาจทราบได้อย่างแน่นอน

ตัวอย่างเช่น โลกิสองสายพันธุ์ที่อยู่ในวัฒนธรรมในปัจจุบันเป็นสิ่งมีชีวิตสมัยใหม่ที่แตกต่างจากอาร์เคียโบราณในลักษณะเดียวกับที่พระคาร์ดินัลที่มีชีวิตและร้องเพลงแตกต่างจากไดโนเสาร์บรรพบุรุษที่มันวิวัฒนาการมา กลุ่ม Loki ไม่ใช่กลุ่มย่อยของ Asgard archaea ที่การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมแนะนำว่ามีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับยูคาริโอตมากที่สุด (อ้างอิงจากจีโนม Asgard ที่รู้จัก พิมพ์ล่วงหน้า โพสต์โดย Ettema และเพื่อนร่วมงานของเขาในเดือนมีนาคมโต้แย้งว่าบรรพบุรุษของยูคาริโอตคือ Heimdall archaeon)

ถึงกระนั้น แล็บทั่วโลกกำลังพนันว่าการนำตัวแทนที่หลากหลายมากขึ้นของกลุ่ม Asgard เข้าสู่การเพาะปลูกจะทำให้ได้เบาะแสใหม่เกี่ยวกับบรรพบุรุษร่วมกันของพวกเขาและของเรา ชเลปเปอร์กำลังพยายาม เอตเทมาก็เช่นกัน บามก็เช่นกัน ผู้ซึ่งกล่าวว่าห้องทดลองของเขากำลังจะต้อนรับเพื่อนร่วมงานคนใหม่ในไม่ช้า ซึ่งจะนำขวดอาร์เคียจากกลุ่มต่างๆ เช่น ไฮม์ดัลล์และโอดิน อิมาจิก็เช่นกันที่ปฏิเสธที่จะพูดด้วย ควอนตั้ม สำหรับเรื่องนี้

“ถ้าให้ผมสัมภาษณ์คุณตอนนี้ ผมมักจะพูดถึงข้อมูลใหม่ที่ยังไม่ได้เผยแพร่” เขาอธิบายในอีเมล และเสริมว่ากลุ่มของเขาชื่นชมความพยายามของทีม Schleper “ตอนนี้มีการแข่งขันสูง (แม้ว่าฉันจะไม่ชอบการแข่งขันแบบนี้)” เขากล่าวเสริม

แหล่งข่าวอื่น ๆ ยังคร่ำครวญถึงบรรยากาศที่กดดันมากเกินไป “คงจะดีไม่น้อยหากสนามแห่งนี้เปิดกว้างสำหรับการแบ่งปัน” Spang กล่าว แรงกดดันหนักที่สุดสำหรับนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ที่มีแนวโน้มจะทำโครงการบ่มเพาะที่มีความเสี่ยงสูงและให้ผลตอบแทนสูง ความสำเร็จสามารถเพิ่มความเร่าร้อน ธรรมชาติ กระดาษไปที่ประวัติย่อของพวกเขา แต่การเสียเวลาหลายปีกับความพยายามที่ล้มเหลวอาจทำให้โอกาสในการได้งานด้านวิทยาศาสตร์ลดลง “มันเป็นสถานการณ์ที่ไม่ยุติธรรมจริงๆ” Schleper กล่าว

สำหรับตอนนี้ การแข่งขันยังคงดำเนินต่อไป เมื่อลูกพี่ลูกน้องของ Baum เผยแพร่แนวคิดเกี่ยวกับยูคาริโอเจเนซิสในปี 2014 Buzz Baum กล่าวว่า พวกเขาคิดว่าเราคงไม่มีทางรู้ความจริง ทันใดนั้น ชาวแอสการ์ดก็ปรากฏตัวขึ้น เสนอมุมมองใหม่ๆ ของระยะเปลี่ยนผ่านที่ยกระดับชีวิตจากความเรียบง่ายเซลล์เดียวไปสู่โอเวอร์ไดรฟ์

“ก่อนที่เราจะทำลายดาวเคราะห์ที่สวยงามดวงนี้ เราควรสำรวจดูสักนิด เพราะบนโลกนี้มีสิ่งที่น่าสนใจมากมายที่เราไม่รู้ อาจมีสิ่งที่เป็นฟอสซิลที่มีชีวิต ซึ่งอยู่ระหว่างนั้น” เขากล่าว “บางทีมันอาจจะอยู่บนม่านอาบน้ำของฉัน”