Der Ursprung der Eukaryoten: Wie kamen wir von den Archaeen aus Asgard zum Menschen?

Was verbindet Menschen mit Pilzen, Seesterne mit Bäumen oder Schmetterlinge mit Algen? Eine der faszinierendsten Fragen der Wissenschaft ist die nach dem Ursprung der Eukaryoten. Forscher suchen immer noch nach Antworten darauf, wie die komplexen Zellen, aus denen sich alle Tiere, Pflanzen und Pilze entwickelt haben, entstanden sind – und wie all dies auf einen mikroskopisch kleinen gemeinsamen Vorfahren zurückgeführt werden kann, der vor Milliarden von Jahren lebte.

Obwohl das Leben auf der Erde erstaunlich vielfältig ist, beruht es auf zellulärer Ebene auf erstaunlich ähnlichen Grundlagen. Der Ursprung der Eukaryoten ist seit Jahrzehnten eine der drängendsten Fragen der Evolutionsbiologie. Die Lösung dieser Frage spielt eine Schlüsselrolle für das Verständnis, wie komplexes Leben auf unserem Planeten entstanden ist.

Dies sind Organismen, deren Zellen einen echten, membrangebundenen Zellkern besitzen. Zu dieser Gruppe gehören alle Tiere, Pflanzen, Pilze und Insekten – von den einfachsten einzelligen Formen bis hin zum Menschen.

Wie IFLScience ebenfalls berichtet, versuchen Wissenschaftler seit langem zu enträtseln, wie sich diese Zellen aus einfacheren Prokaryoten ohne Zellkern entwickelt haben könnten. Eine der am weitesten verbreiteten Theorien besagt, dass der Ursprung der Eukaryoten durch eine außergewöhnlich enge Symbiose erklärt werden kann: Eine uralte Archaeen-Zelle ging eine Partnerschaft mit einem sauerstoffverbrauchenden Bakterium ein, aus dem sich später das Mitochondrium entwickelte.

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Die Rolle der Asgard-Archaeen bei der Entstehung der Eukaryoten

Der entscheidende Durchbruch gelang 2023, als Forscher der University of Texas in Austin die Genome von mehreren hundert archaeischen Mikroben analysierten. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Ursprung der Eukaryoten auf eine einzige, genau definierte Archaeenlinie zurückgeht: die sogenannten Asgard-Archaeen.

Das Besondere an diesen Organismen ist, dass ihr genetisches Material Proteine enthält, von denen man bisher annahm, dass sie ausschließlich in eukaryontischen Zellen vorkommen. Dies allein deutet darauf hin, dass diese uralten Mikroorganismen bereits die Grundlagen komplexer zellulärer Strukturen besaßen, lange bevor die ersten echten Eukaryoten auftauchten.

Während der Forschung wurde auch eine neue Ordnung identifiziert, die Gruppe der Hodarchaeales, die in marinen Sedimenten lebt. Aus evolutionärer Sicht könnten diese Organismen der Urform, aus der alle bekannten Eukaryonten hervorgegangen sind, sehr nahe stehen.

Sind wir alle Asgardianer?

Laut dem Evolutionsbiologen Brett Baker, einem der Autoren der Studie, kann der Ursprung der Eukaryoten nun nicht mehr nur durch abstrakte Schlussfolgerungen, sondern durch genetische Daten gestützt werden, die frühere Hypothesen untermauern, da die Asgard-Archaeen als unsere Schwestergruppe innerhalb der Archaeen-Domäne angesehen werden können.

Auch die mythologische Namensgebung ist kein Zufall. In der nordischen Mythologie ist Asgard die Heimat der Götter, während Hod (Höðr) ein Sohn von Odin ist. Die spielerische Namensgebung spielt auf die Idee an, dass diese Organismen einen göttlichen Wendepunkt in der Geschichte des Lebens darstellen: den Moment, in dem aus einfachen Zellen komplexe Organismen entstanden sind.

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Warum ist es wichtig, den Ursprung der Eukaryoten zu verstehen?

Der Ursprung der Eukaryoten ist nicht nur eine theoretische Frage, denn wenn man ihn versteht, kann man herausfinden, wie die komplexe zelluläre Organisation, der energieeffiziente Stoffwechsel und die biologische Komplexität entstanden sind, die die Entwicklung von Nervensystemen, Emotionen und Intelligenz ermöglicht haben.

Den Forschern zufolge sind Asgard-Archaeen sowohl in Tiefseesedimenten als auch in heißen Quellen zu finden, und die Analyse ihrer Genome ist wie eine Zeitreise in die Anfänge des Lebens.

Die Biologin Valerie De Anda ist der Meinung, dass wir jetzt zum ersten Mal die Möglichkeit haben, die genetischen Grundlagen, aus denen die ersten eukaryontischen Zellen entstanden sind, direkt zu untersuchen. Dies könnte alles, was wir bisher über den Ursprung der Eukaryoten zu wissen glaubten – und was wir bisher entdecken konnten – grundlegend verändern.