Ny CALM-model antyder tidlig evolution af komplekse celler

Et nyt videnskabeligt gennembrud kaster lys over en af livets største evolutionære overgange – dannelsen af komplekse celler. I et studie offentliggjort i tidsskriftet Nature den 3. december 2025, foreslår et internationalt forskerhold en ny model for eukaryogensis, altså hvordan de første komplekse celler opstod. Den foreslåede model, kaldet CALM, peger på en mere gradvis udvikling af cellulær kompleksitet og udfordrer hidtidige teorier om, at mitokondrier var en nødvendig forudsætning for udviklingen af eukaryoter.

Studiet blev ledet af forskere fra University of Bristol i samarbejde med blandt andre University of Bath og Okinawa Institute of Science and Technology. CALM-modellen – en forkortelse for “Complex Archaeon, Late Mitochondrion” – argumenterer for, at det var muligt for en arkæisk encellet organisme at udvikle komplekse cellulære strukturer længe før integrationen af mitokondrier fandt sted. Dette står i kontrast til den gængse hypotese om, at energiproduktion via mitokondrier var afgørende for kompleksitet.

Forskerne anvendte en udvidet version af den såkaldte molekylære ur-metode, som benytter genetisk sekvensdata fra hundreder af arter kombineret med fossile optegnelser. Resultatet var et detaljeret fylogenetisk stamtræ med tidsdimension, der gjorde det muligt at spore oprindelsen af specifikke genfamilier forbundet med cellulær kompleksitet. Ifølge analysen begyndte udviklingen af nøgleegenskaber som cellekerne allerede for omkring 2,9 milliarder år siden – næsten en milliard år tidligere end mange tidligere skøn.

En vigtig konsekvens af denne model er, at den fjerner behovet for et dramatisk skift i energibudgettet som katalysator for kompleksitet. I stedet peger CALM på en trinvis akkumulering af funktionelle elementer, hvor mitokondrier blev tilføjet sent i processen. Professor Gergely Szöllősi fra OIST bemærker, at resultaterne hverken passer ind i den klassiske endosymbiosemodel eller nyere forslag, hvilket netop nødvendiggør introduktionen af en ny fortolkningsramme.

Studiets hovedforfatter, Dr. Christopher Kay, fremhæver, at undersøgelsen kombinerer paleontologi, molekylærbiologi og fylogenetiske metoder i et enestående tværfagligt samarbejde. Citatet lyder: “What sets this study apart is looking into detail about what these gene families actually do – and which proteins interact with which – all in absolute time.” Denne tilgang har ifølge forskerholdet givet en mere præcis forståelse af, hvordan og hvornår eukaryoter opstod.

Et væsentligt aspekt ved CALM-modellen er dens forankring i Jordens geokemiske historie. Atmosfærisk ilt begyndte først at stige markant for omkring 2 milliarder år siden, hvilket betyder, at de første eukaryotiske træk opstod i et iltfrit havmiljø. Denne observation peger på, at biokemisk kompleksitet ikke nødvendigvis var afhængig af ilt, men i stedet opstod i anaerobe omgivelser. Det ændrer den gængse forståelse af, hvordan komplekst liv kunne udvikles under forhold, der tidligere blev anset som ugunstige.

En sandsynlig følge af denne erkendelse er, at flere arkæiske slægter end hidtil antaget kan have haft potentiale for kompleks udvikling uden nødvendigvis at indgå i symbiotiske forhold. Det åbner nye spørgsmål om, hvorvidt der findes nulevende efterkommere af disse “for-eukaryoter” blandt kendte arkæer, som endnu ikke er blevet klassificeret ud fra deres funktionelle egenskaber snarere end deres genetiske signatur.

En valid afledning af forskningen er, at livets kompleksitet muligvis har haft en mere bred evolutionær basis end tidligere antaget. I stedet for én enkeltstående begivenhed kan kompleksitet være opstået som resultat af mange parallelle tilpasninger i forskellige arkæiske miljøer. Dette kan forklare, hvorfor eukaryot lignende egenskaber ses i enkelte nulevende mikroorganismer, uden at de selv er klassificeret som eukaryoter.

Disse resultater tvinger videnskaben til at genoverveje, hvilke betingelser der reelt var nødvendige for udviklingen af komplekst liv, og de introducerer samtidig nye kriterier for, hvordan vi identificerer det i både geologiske optegnelser og nutidige økosystemer.

Kilde: ScienceDaily – 6. december 2025

FAQ

Hvornår opstod den første cellekerne ifølge CALM-modellen?
Analysen estimerer, at cellekernen opstod for cirka 2,9 milliarder år siden, langt før ilt blev udbredt i atmosfæren.

Hvordan adskiller CALM-modellen sig fra tidligere teorier?
Modellen foreslår, at mitokondrier opstod senere i udviklingen og ikke var den udløsende faktor for cellulær kompleksitet.

Er CALM-modellen bredt accepteret i det videnskabelige samfund?
Den er ny og udfordrer eksisterende paradigmer, og derfor kræver den yderligere uafhængig bekræftelse gennem fremtidig forskning.