原始的なステロイドは長く解決する

16億年前の化合物は、今日の地球上の生命の大部分の舞台となった微生物の変遷を明らかにしている。

16億年前の岩石から発見されたステロイドは、科学者たちが単細胞生命の進化に関する長年の謎を解くのに役立つかもしれない。

これらの化合物は、真核生物によって生成されます。真核生物は、膜で結合された核と内部小器官を備えた細胞を持つことによって定義されます。 現代の真核生物には、植物、菌類、動物が含まれます。 対照的に、原核生物（細菌や古細菌）にはこれらの特徴がありません。 分子データに基づいて、研究者らは単細胞真核生物が少なくとも20億年前に初めて進化したことを知っているが、その初期の時代の化石記録はほとんどない。

特に困惑しているのは、真核生物が膜の一部として生成するステロイドが、約8億年前まで化石記録に現れていないことだ。 現在の人類を含む現生真核生物の最後の共通祖先は約12億年前に生きており、これらのステロイドを生成したに違いなく、なぜ古代の岩石中にステロイドが現れなかったのかについて混乱を引き起こしている。

現在、研究者たちは、自分たちが探していたものは間違っていたことに気づきました。 彼らは、現代的に見えるステロイド化合物を探す代わりに、微生物の代謝の初期段階からの前駆体を発見しました。 研究チームは水曜日（6月7日）、その結果をNature誌に発表した。

「それは、明らかなものを毎日通り過ぎながらも、それを『見て』いないようなものです」と、研究の筆頭著者でオーストラリア国立大学地球科学研究科教授のジョチェン・ブロックス氏はライブ・サイエンスに語った。 「しかし、一度それがどのようなものかを知ってしまうと、突然どこでもそれを目にするようになります。」

研究者らがどの分子を探すべきかを特定すると、10億年から16億年前の堆積岩のいたるところでそれらの分子を発見した。 それは、真核生物の元々の豊富さについて研究者が信じていた状況を変えるものだとブロックス氏は言う。

「私たちはこれまで、真核生物の存在量が非常に少ないか、分子化石が見つからない周辺環境に限定されていると考えていました」と同氏は言う。 「今では、より原始的な形態が、開けた海洋生息地でもかなり豊富に存在する可能性があるようです。」

この化合物は当初、古代の海の底で形成された岩石の中で発見され、現在はオーストラリアのノーザンテリトリーの陸地に露出しています。 しかし、研究者らが調査を数十億年前の岩石にまで世界中に拡大したところ、西アフリカ、スカンジナビア、中国など世界中の古代の水路にステロイドの痕跡が発見された。

最古のサンプルは 16 億 4,000 万年前に遡ります。 科学者たちは、分析に十分な保存状態を保っている古い岩石をまだ発見していない。 ブロックス氏によると、その時代の海洋岩石はほとんど残っていないため、10億年から8億年前の記録にはギャップがあるという。 しかし、その時期はまさに現代の真核生物の出現の頂点にあるため、これらのギャップを埋めることが重要であると同氏は述べた。

スミス大学の生物学者で真核生物の進化を研究しているが、新たな研究には関与していないローラ・カッツ氏は、この新たな研究は初期の真核生物に関する欠落データを埋める上で「重要な一歩」であると述べた。

—単純な細胞と複雑な生命の間の失われたつながりが見つかる可能性がある

―巨大な触手を持つ微生物は、すべての複雑な生命の直接の祖先である可能性がある

—生命の起源に関する7つの理論

「この論文は、これらの初期の真核生物と、初期の真核生物がどのようなものであったかを理解するのに役立ちます」とカッツ氏は述べた。

これらの生物は今日とは非常に異なる環境で進化したと、研究には関与していないカナダのダルハウジー大学の分子生物学者アンドリュー・ロジャー氏がライブ・サイエンスに語った。 ロジャー氏によると、地球の大気には24億年前までは有意なレベルの酸素が含まれておらず、現代の酸素レベルに達したのは6億5000万年前だという。

ほとんどの真核生物が代謝に酸素を使用することを考えると、大気中の酸素レベルが真核生物の進化のタイミングに役割を果たしている可能性があると同氏は述べた。 新たに進化したステロイドのおかげで、これらの初期真核生物が酸素の豊富な新しい環境に移動できるようになった可能性さえあるとカッツ氏は述べた。

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Stephanie Pappas は Live Science の寄稿ライターであり、地球科学から考古学、人間の脳や行動に至るまで幅広いトピックをカバーしています。 彼女は以前は Live Science の上級ライターでしたが、現在はコロラド州デンバーを拠点とするフリーランサーで、Scientific American と米国心理学会の月刊誌 The Monitor に定期的に寄稿しています。 ステファニーは、サウスカロライナ大学で心理学の学士号を取得し、カリフォルニア大学サンタクルーズ校で科学コミュニケーションの大学院修了証を取得しました。

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