분자화석은 고대 생명체에 대한 빛을 밝혀준다

고생물학자들은 고대 암석의 화학적 흔적과 살아있는 동물의 유전학을 바탕으로 과거 10억 년 전의 생명체를 엿볼 수 있습니다. 12월 1일에 발표된 연구 네이처커뮤니케이션즈 지질학과 유전학을 결합하여 초기 지구의 변화가 어떻게 동물의 먹는 방식에 변화를 가져왔는지 보여줍니다.

캘리포니아 대학교 데이비스 지구 및 행성 과학과의 부교수인 David Gold는 생명의 진화를 연구하기 위해 지질학과 생물학의 도구를 모두 사용하는 분자 고생물학이라는 새로운 분야에서 일하고 있습니다. 새로운 기술을 사용하면 동물 화석이 부족한 고대 암석에서 화학적 생명체 흔적을 복구하는 것이 가능합니다.

특히 지질은 수억 년 동안 암석에서 생존할 수 있습니다. 세포막에서 나오는 미량의 스테롤 지질은 최대 16억년 된 암석에서 발견되었습니다. 오늘날 대부분의 동물은 세포막에서 콜레스테롤(탄소수 27개(C27)의 스테롤)을 사용합니다. 대조적으로, 곰팡이는 일반적으로 C28 스테롤을 사용하는 반면, 식물과 녹조류는 C29 스테롤을 생산합니다. C28 및 C29 스테롤은 피토스테롤로도 알려져 있습니다.

C27 스테롤은 8억 5천만년 된 암석에서 발견된 반면, C28 및 C29 흔적은 약 2억년 후에 나타납니다. 이는 현재 생물의 다양성이 증가하고 최초의 균류와 녹조류의 진화가 반영된 것으로 생각된다.

실제 화석이 없으면 이러한 스테롤이 유래된 동물이나 식물에 대해 많이 말하기가 어렵습니다. 그러나 Gold와 동료들의 유전자 분석은 어느 정도 밝혀지고 있습니다.

만들지 말고 먹어라

대부분의 동물은 스스로 피토스테롤을 만들 수 없지만 식물이나 곰팡이를 섭취하면 얻을 수 있습니다. 최근에 환형동물(분절형 지렁이, 일반적인 지렁이를 포함하는 그룹)에는 다음과 같은 유전자가 있다는 것이 발견되었습니다. smt, 이는 더 긴 사슬의 스테롤을 만드는 데 필요합니다. 살펴보면서 smt Gold와 동료들은 다양한 동물의 유전자를 바탕으로 동물의 가계도를 만들었습니다. smt 처음에는 환형동물 내에서, 그 다음에는 일반적인 동물 생활 전반에 걸쳐 발생했습니다.

그들은 이 유전자가 최초의 동물의 진화에서 아주 오래 전으로 거슬러 올라가서 암석 기록에 피토스테롤이 나타나는 것과 거의 같은 시기에 급격한 변화를 겪었다는 것을 발견했습니다. 그 후, 대부분의 동물 계통이 사라졌습니다. smt 유전자.

“우리의 해석은 이러한 피토스테롤 분자 화석이 고대 해양에서 조류의 증가를 기록하고 동물들이 점점 더 풍부해지는 식량원에서 쉽게 피토스테롤을 얻을 수 있게 되자 생산을 포기했다는 것입니다.”라고 Gold는 말했습니다. “우리가 옳다면, 역사는 smt 유전자는 진화 초기에 동물 먹이 전략의 변화를 기록합니다.”

이 논문의 공동 저자는 UC Davis, Tessa Brunoir 및 Chris Mulligan; 코펜하겐 대학교 아이나라 시스티아가(Ainara Sistiaga); KM Vuu 및 Patrick Shih, 공동 바이오에너지 연구소, 로렌스 버클리 국립 연구소; Shane O’Reilly, Atlantic Technological University, Sligo, 아일랜드; 매사추세츠 공과대학의 Roger Summons. 이 연구는 국립과학재단(National Science Foundation)의 보조금으로 부분적으로 지원되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/12/231207161517.htm