Într-o cameră de motel care a costat 80 de dolari, a fost făcută o descoperire care ar putea elucida misterul originii vieții pe Pământ

O mână de oameni de știință, dezamăgiți că au rămas fără finanțare, au improvizat un laborator într-o cameră de motel pentru care au plătit 80 de dolari pe zi. Proiectul științific izvorât din pasiune și curiozitate a dus însă la o descoperire remarcabilă. Cercetătorii au identificat două noi specii ale unui organism rar, care ar putea elucida misterul unei tranziții fundamentale din istoria vieții pe planeta Pământ, relatează The New York Times. 

Într-o zi de primăvară anul trecut, dr. Andrew Willoughby a condus trei ore și jumătate până la un motel ieftin din Nags Head, Carolina de Nord. Când a ajuns în parcare, a trimis un mesaj unei străine pe care a cunoscut-o online. 

La scurt timp, a apărut dr. Julia Van Etten, care l-a invitat într-o cameră de motel de 80 de dolari/zi, pe a cărei ușă era agățat semnul „Nu deranja”. Van Etten transformase, în secret, mica încăpere într-un laborator improvizat. 

Pereții erau tapetați cu recipiente pline cu apă salmastră. Găleți pline ochi cu bucăți de iarbă de mlaștină erau împrăștiate prin cameră. Noptierele serveau drept suporturi pentru microscoape.

„Doamne, oamenii ăștia chiar sunt serioși”, și-a spus în gând atunci dr. Willoughby, biolog specializat în studiul genomurilor plantelor, în timp ce își găsea un loc pe marginea patului.

În următoarele câteva zile, un mic grup de oameni de știință coordonați de dr. Van Etten, biolog specializat în evoluție, au analizat picăturile de apă în căutarea unor alge de mlaștină.

Echipa, reunită, în parte, din cauza perturbărilor și a dezamăgirii provocate de înghețarea finanțărilor federale pentru cercetare de către administrația Trump, a făcut apoi o descoperire spectaculoasă. 

În Journal of Phycology, dr. Van Etten și colegii săi descriu descoperirea făcută în camera de motel: două specii noi ale unui organism unicelular numit Paulinella, un microb solzos, în formă de grenadă, cu aglomerări verzi în formă de cârnați în interior. Descoperirea lor crește la șase numărul total al speciilor de Paulinella fotosintetice cunoscute în toată lumea.

De ce este Paulinella importantă pentru biologi?

Aproape toate formele complexe de viață fotosintetică de pe Pământ, de la arborii de sequoia la ferigi și alge, își au originea într-un eveniment petrecut în urmă cu 1,5 miliarde de ani. 

Atunci, un organism unicelular a înglobat o bacterie fotosintetică, transformând-o într-un fel de „pachet” producător de energie, adică ceea ce oamenii de știință numesc „organit”.

Dar, în urmă cu două decenii, biologii au descoperit că această fuziune fotosintetică avusese loc a doua oară, în cazul Paulinella, în urmă cu aproximativ 100 de milioane de ani.

Pentru că s-a întâmplat atât de recent, din punct de vedere evoluționar, biologia Paulinella ar putea oferi o fereastră către acel prim eveniment, improbabil și cu consecințe profunde: momentul în care planeta a început să înflorească, devenind o oază a vieții în imensitatea întunecată a spațiului.

Evenimentul esențial care stă la baza vieții vegetale de pe Pământ este dificil de studiat deoarece este atât de vechi, a explicat dr. Angela Oliverio, biolog la Universitatea Syracuse, care nu a participat la studiu.

Însă, în cazul Paulinella, procesul nu este complet. Este ca și cum am vedea o imagine a procesului la jumătatea desfășurării sale.

„Este absolut uimitor pentru mine”, a spus dr. Oliverio. „Acesta este, în prezent, singurul alt caz în care a avut loc acest eveniment evolutiv întâmplător.”

Oamenii de știință speră că, dacă prin studierea Paulinella, vor elucida una dintre cele mai fundamentale tranziții din istoria vieții pe planeta noastră și, posibil, vor obține indicii despre modul în care aceasta s-ar putea produce în alte părți ale universului.

Cercetarea ar putea oferi, de asemenea, informații practice despre modul în care organismele fotosintetice ar putea fi create de la zero. 

Un „microscopist de canapea”

Prima specie de Paulinella a fost descoperită la 24 decembrie 1894, în sedimentele unui braț retras al Rinului, de biologul german Robert Lauterborn. El a dat genului numele mamei sale vitrege, Pauline.

Însă abia în 2005, prin utilizarea analizelor genetice, oamenii de știință au aflat că evenimentul considerat unic și care a modelat viața vegetală de pe Pământ nu era, de fapt, unic. De atunci și până la această descoperire, oamenii de știință au documentat doar alte trei specii.

În anumite privințe, acest lucru nu este surprinzător. Planeta este plină de biodiversitate ascunsă, care nu a fost niciodată catalogată oficial.

Iar Paulinella este foarte greu de găsit. Este rară și este depășită numeric de alți microbi în probele de apă. Este mică. Crește lent sau chiar deloc în laborator.

„Niciun doctorand nu vrea să studieze un organism care are nevoie de patru până la cinci zile pentru a-și dubla numărul. Își va lua doctoratul în 10 ani”, a spus dr. Arthur Grossman, biolog specializat în plante la Carnegie Science, o instituție de cercetare.

Călătoria de descoperire a dr. Van Etten a început când s-a trezit blocată într-o vacanță ploioasă cu familia în Carolina de Nord. La acea vreme era doctorandă la Universitatea Rutgers și se autointitula „microscopist de pe canapea”, petrecându-și o mare parte din timpul liber aplecată asupra unui microscop de 300 de dolari, pe canapeaua sa, căutând forme de viață în picături de apă. Dr. Julia Van Etten are și o pagină de instagram intitulată „couch_microscopy (microscopist de pe canapea)” pe care postează imagini cu microorganismele pe care le studiază. 

Mama ei a știut imediat cum să o înveselească: a îndemnat-o să meargă afară și să colecteze câteva probe. 

Dr. Van Etten nu se aștepta la prea mult de la apa pe care a luat-o dintr-un ponton oarecare de lângă autostradă. Dar, printre un amestec de plancton gălbui-maroniu, a observat un mic punct verde. A mărit imaginea și apoi a țipat.

„OMG”, i-a scris într-un mesaj coordonatorului ei de doctorat de la Rutgers.

Era o celulă evazivă de Paulinella. A fost ca și cum ar fi găsit un ac într-o mie de căpițe de fân.

Pentru a fi sigură că are dreptate, dr. Van Etten a trebuit să găsească mai multe exemplare și să le izoleze. În următorii patru ani, a făcut câteva călătorii în Carolina de Nord pentru a strânge mai multe probe, însă abia în 2025 a făcut cea mai rodnică expediție, tocmai când cariera științifică la care visase de mult părea să fie în pericol.

În luna ianuarie a acelui an, la o săptămână după inaugurarea președintelui Donald Trump, Casa Albă a emis un memorandum prin care anunța înghețarea finanțărilor federale, în așteptarea unei analize pentru a stabili dacă banii susțineau activități care intrau în conflict cu noile priorități ale administrației, inclusiv eliminarea programelor privind diversitatea, echitatea și incluziunea.

Fundația Națională pentru Știință și-a scos sistemul de plăți din funcțiune.

Dr. Van Etten, care pe atunci era cercetătoare la Woods Hole Oceanographic Institution din Cape Cod, s-a numărat printre cei cărora li s-a blocat accesul la prestigioasa bursă de 60.000 de dolari pe an oferită de National Science Foundation.

Dr. Van Etten a continuat să lucreze fără plată, într-o atmosferă de incertitudine.

Un grup de discuții cu aproximativ 300 de oameni de știință, folosit în principal pentru sfaturi în perioada declarațiilor fiscale, s-a transformat într-o linie de salvare profesională.

Oamenii de știință, unii aflați la începutul carierei și care aveau adesea puține resurse financiare pentru a acoperi chiar și lipsa unui singur salariu, au împărtășit informații, au elaborat strategii și și-au vărsat frustrările.

Într-o zi, dr. Van Etten a scris pe grup că trece printr-o perioadă deosebit de dificilă. Câteva momente mai târziu, dr. Willoughby i-a trimis un mesaj. 

La fel ca multe dintre înghețările finanțărilor federale, și aceasta a fost perturbatoare și confuză, dar temporară. Un judecător a intervenit, administrația Trump și-a retras memorandumul, iar fundația pentru știință și-a repornit sistemul de plăți o săptămână mai târziu.

Unii oameni de știință și-au pierdut finanțarea deoarece granturile lor au fost considerate „nealiniate la obiectivele programului”.

Mulți, precum dr. Van Etten și dr. Willoughby, au fost zdruncinați de situație, dar au putut să-și reia activitatea. Povestea s-ar fi putut încheia aici. În schimb, episodul a catalizat o nouă colaborare științifică.

O pipetă și o periuță de dinți steampunk

Dr. Van Etten și dr. Willoughby sunt amândoi biologi, dar ar fi putut la fel de bine să lucreze în lumi diferite. Domeniul de interes al dr. Van Etten era reprezentat de microbi. Dr. Willoughby, cercetător postdoctoral la Universitatea Duke, își concentra atenția asupra unui grup de plante cu flori numit Streptocarpus, care include plante de apartament precum violeta africană.

Aduși împreună de deznădejde și teamă, dr. Van Etten și dr. Willoughby au început să discute despre știință. Ea i-a povestit despre următoarea sa călătorie în căutarea Paulinella.

„Ar trebui neapărat să vii”, i-a spus ea.

Așa se face că, în primăvara lui 2025, dr. Willoughby s-a trezit înghesuit într-un laborator improvizat alături de dr. Van Etten și John Burns, cercetător principal la Bigelow Laboratory for Ocean Sciences din Maine.

La câteva minute după sosirea dr. Willoughby la motel, dr. Burns a început să folosească un instrument științific de tip steampunk, improvizat din materiale găsite la magazinul local 7-Eleven. Lipise cu superglue peri de la o periuță de dinți pe un creion colorat și îl folosea pentru a mișca microbii.

Apoi, a scos o unealtă care l-a făcut pe Dr. Willoughby să exclame: o pipetă. Dr. Burns a aspirat la capătul unui tub, ca printr-un pai, pentru a separa exemplarele rare de Paulinella de amestecul de organisme din jur.

„Ca pe vremuri. Asta e biologie cum nu fac eu”, a spus dr. Willoughby. 

În timp ce dr. Van Etten și dr. Burns îl puneau la curent pe dr. Willoughby cu activitatea lor de teren de până atunci, i-au explicat că unele exemplare de Paulinella erau mai scurte și tindeau să plutească liber, în timp ce altele erau mai lungi și se fixau de plante.

Dr. Willoughby a făcut schițe ca parte a procesului său științific și și-a scos laptopul pentru a începe să deseneze.

A observat că solzii se suprapuneau în direcții diferite. Într-un caz se suprapuneau într-un model orientat în sensul acelor de ceasornic, iar în celălalt în sens invers.

Spre deosebire de noii săi colegi, Dr. Willoughby nu privise ore în șir mostrele așa că a putut să identifice rapid o trăsătură distinctivă, stranie. Se uitau cumva la două specii diferite? 

La sfârșitul weekendului, dr. Willoughby a condus spre casă, iar dr. Van Etten și dr. Burns au pornit cu mașina spre laboratorul acestuia din Maine. Acolo, au introdus exemplarele într-un microscop electronic. Diferențele erau izbitoare la o asemenea rezoluție.

Entuziasmul lor a crescut. Acest proiect științific secundar, aparent fantezist, ar fi putut produce într-adevăr noi cunoștințe științifice.

Două specii noi prind contur

Toate plantele de pe Pământ conțin plastide, un mecanism fotosintetic de bază. Iar plastidele pot fi urmărite până la acel eveniment petrecut în urmă cu aproximativ 1,5 miliarde de ani, când un organism unicelular s-a unit cu o bacterie fotosintetică.

În cazul Paulinella, mecanismul fotosintetic se numește cromatofor, o bacterie care trăia odinioară liberă și care încă are propriul ADN.

Echipa a extras acel ADN și a trimis probele unui laborator din Coreea de Sud, condus de dr. Hwan Su Yoon, biolog specializat în evoluție la Universitatea Sungkyunkwan, care descoperise anterior o altă specie de Paulinella. El studiază, de asemenea, o posibilă specie nouă pe care a găsit-o într-un iaz din localitatea sa.

Dr. Yoon a realizat secvențierea ADN-ului și a confirmat că, într-adevăr, cercetătorii americani descoperiseră două noi specii de Paulinella. 

Studierea unui număr mai mare de specii de Paulinella îi poate ajuta pe cercetători precum dr. Yoon, care visează ca într-o zi să creeze în laborator un nou organism fotosintetic, „același truc pe care natura l-a reușit doar de două ori”, după cum a spus el.

Cercetarea poate, de asemenea, să ofere informații despre întrebarea fundamentală privind modul în care s-a dezvoltat viața complexă pe Pământ.

„Ne poate învăța multe”, a declarat dr. Sergio Muñoz-Gómez, biolog specializat în evoluție la Universitatea Purdue.

Viața complexă de pe Pământ a apărut, în parte, prin preluarea unor „trucuri” metabolice de la bacterii, exact ceea ce face Paulinella, a spus dr. Muñoz-Gómez. „Unii oameni speculează că, dacă am găsi viață complexă în altă parte a universului, am putea întâlni ceva de genul acesta”, a continuat el, în care două organisme au fuzionat cu beneficii reciproce.

Problema este că acele evenimente s-au produs cu atât de mult timp în urmă, încât detaliile moleculare, o coregrafie complexă în care două forme de viață independente au devenit una, printr-un proces complicat, pas cu pas, de transfer și pierdere a genelor, sunt învăluite în mister.

În cazul Paulinella, un proces omolog s-a produs mult mai recent, permițându-le oamenilor de știință să studieze e detaliile.

Dr. Van Etten și dr. Willoughby au format deja o echipă pentru următoarea etapă a cercetării, colaborând cu oameni de știință amatori și pasionați pentru a încerca să descopere și mai multe specii de Paulinella.

 Înghețarea finanțărilor care i-a adus împreună a fost temporară, iar amândoi au putut să-și continue cercetările și să fie plătiți. Însă episodul i-a învățat faptul că știința nu este doar o carieră pentru ei, ci un mod de viață.

„Întotdeauna o să fac asta. Face parte din mine”, a spus dr. Van Etten, care își înființează laboratorul la Universitatea din Maryland în această toamnă. „Micul meu proiect are implicații majore pentru biologia evoluționistă. Gândiți-vă: dacă mai mulți oameni ar face asta, câte lucruri am putea afla despre planetă, despre sănătatea noastră și despre originile noastre.”