Откријте тајне ЛУЦА, најстаријих облика живота на Земљи

а Универзитет у БристолуСтудија истраживача са Универзитета Харвард открила је да је живот на Земљи, који потиче од заједничког претка званог ЛУЦА, процветао убрзо након формирања планете.

Кроз генетску анализу и еволуционо моделирање, истраживачи су истакли постојање ЛУЦА пре око 4,2 милијарде година, откривајући га као сложен организам са раним имунолошким системом интегрисаним са најстаријим екосистемима на Земљи.

Генетски нацрт ЛУЦА и његових потомака

Све што је данас живо потиче од једног заједничког претка, познатог као ЛУЦА (Последњи универзални заједнички предак).

ЛУЦА је претпостављени заједнички предак од кога потиче сав савремени ћелијски живот, од једноћелијских организама попут бактерија до џиновских стабала секвоја (као и нас људи). ЛУЦА представља корен дрвета живота пре него што је подељена на групе које су данас познате, Бактерије, Археје и Еукалипти. Савремени живот се развио из ЛУЦА из разних извора: исто Амино киселине Користе се за изградњу протеина у свим ћелијским организмима, заједничку валуту енергије (АТП) и постојање ћелијских машина као што су рибозоми и друге повезане са стварањем протеина из информација које се чувају у ДНКпа чак и чињеница да сви ћелијски облици живота користе саму ДНК као средство за чување информација.

Методе истраживања и ЛУЦА ера

Тим је упоредио све гене пронађене у геномима живих организама Класификујтепребројавањем мутација које су се догодиле у њиховим секвенцама током времена од када су делили претка у ЛУЦА.

Време раздвајања неких врста је познато из фосилног записа, па је тим користио генетски еквивалент познате једначине која се користи за израчунавање брзине у физици да би сазнао када је ЛУЦА постојала, и дошао до одговора да се то догодило пре 4,2 милијарде година. , око четири стотине милиона година након формирања Земље и нашег Сунчевог система.

Др Сандра Алварез Царретеро, коаутор студије са Бристолске школе наука о Земљи, рекла је: „Нисмо очекивали да ће планета Лука бити толико стара, у року од стотина милиона година од формирања Земље. Међутим, наши резултати су конзистентни са недавним погледима на настањивост ране Земље.

Физиолошки увиди и еволуционо моделирање ЛУЦА

Затим је тим радио на одређивању биологије ЛУЦА моделирањем физиолошких карактеристика живих врста кроз лозу живота до ЛУЦА. Главни аутор др Едмунд Муди је објаснио: „Еволуциона историја гена је компликована њиховом разменом између линија. Морамо да користимо сложене еволуционе моделе да бисмо помирили еволуциону историју гена са генеалогијом врста.“

Др Том Вилијамс, коаутор студије са Бристолске школе биолошких наука, рекао је: „Једна од стварних предности овде је примена приступа помирењу стабла гена и стабла врста на тако разнолик скуп података који представљају кључне домене живота као што су археје и бактерије То нам омогућава „прилично самоуверено говорећи и процењујући тај ниво самопоуздања о томе како ЛУЦА живи.

Сложеност ЛУЦА пројекта и његов утицај на животну средину

Професор Давид Писани, коаутор студије, рекао је: „Наша студија је показала да је ЛУЦА био сложен организам, који се не разликује много од модерних прокариота, али оно што је заиста интересантно је да је очигледно имао рани имуни систем, што показује да је чак и раније „Пре 4,2 милијарде година, наши преци су били укључени у трку у наоружању са вирусима.

Коаутор Тим Лентон (са Географске школе Универзитета у Ексетеру) је рекао: „ЛУЦА су очигледно експлоатисали и мењали своје окружење, али је мало вероватно да су живели сами. Њихов отпад је могао бити храна за друге микробе, као што су метаногени , што би помогло у стварању екосистема за рециклажу.”

Шире импликације студија за рани живот

Коаутор професор Аниа Спанг (Краљевски холандски институт за истраживање мора) додала је: „Резултати и методе коришћене у овом раду такође ће користити будућим студијама које ће детаљније истраживати каснију еволуцију археја у светлу историје Земље, укључујући мање проучаване археје и њихови метаногени представници.”

Професор Пхилип Доногхуе, коаутор, рекао је: „Наш рад обједињује податке и методе из више дисциплина, откривајући увиде о Земљи и раном животу који се не могу постићи само у једној дисциплини. Такође показује колико је брзо успостављен екосистем Земља Ово сугерише да живот може да цвета у биосферама сличним Земљи негде другде у универзуму.

Референца: „Природа последњег универзалног заједничког претка и његов утицај на рани земаљски систем“ од Едмунда Р. Р. Мудија, Сандре Алварез-Каретеро, Таре А. Махендрарајах, Џејмса В. Кларка, Холи Ц. Бејтс, Нине Домбровски, Ленарда Л. Ксанто, Ричард А. Бојл и Стјуарт Денис, Ши Чен, Ник Лин, Џихенг Јанг, Грејем А. Шилдс, Гергели Џ. Солоси, Ања Спанг, Дејвид Писани, Том А. Вилијамс, Тимоти М. Линтон и Филип Ц. Ј. Доногхуе, 12. јул 2024. Природна екологија и еволуција.
дои: 10.1038/с41559-024-02461-1

У студији су учествовали и научници са Универзитетског колеџа у Лондону (УЦЛ), Универзитета у Утрехту, Центра за истраживање животне средине у Будимпешти и Института за науку и технологију Окинаве Универзитета постдипломских студија.

Истраживање је финансирала Фондација Џон Темплтон. Ставови изражени у овој публикацији су ставови аутора и не одражавају нужно ставове Фондације Џон Темплтон.