Sobol i Martinez‑Gutierrez predlažu da su prvi progenitori života mogli da nastanu već u hadejskom periodu, pre ~4,2–4,4 milijarde godina. Analize starih cirkona i molekularni satovi ukazuju da je tečna voda i uslovi za biološku aktivnost mogli postojati ranije nego što se ranije mislilo. LUCA je verovatno bio kompleksan prokariot, anaerob i ekstremofil, dok poreklo eukariota i uloga mitohondrija ostaju otvorena pitanja koja očekuju razjašnjenje kroz naprednu filogenomiku i oporavak genomskih podataka.
Sav Život Na Zemlji Potiče Od Jednog Pretka — Kako Je LUCA Nestao Bez Traga?
The Ancestor of All Life Vanished Without a TraceMEHAU KULYK/SCIENCE PHOTO LIBRARY - Getty Images
Pre nego što su postojali ljudi, sisari ili dinosaurusi, svetom su vladali jednoćelijski mikrobi. Naučnici veruju da je sav savremeni život povezan kroz jednu početnu tačku — Poslednjeg univerzalnog zajedničkog pretka (LUCA) — dok je Poslednji eukariotski zajednički predak (LECA) preteča svih organizama čije ćelije imaju jedro.
Šta su LUCA i LECA?
LUCA (Last Universal Common Ancestor) označava skup gena i osobina koje dele svi živi organizmi danas i predstavlja „deblo“ iz kojeg su se razgranavali prokarioti i eukarioti. LECA (Last Eukaryotic Common Ancestor) je hipotetički predak svih eukariota — organizama sa ćelijskim jedrima — koji je nastao kasnije, kao posledica složenih evolutivnih događaja.
Gde i kada se život pojavio?
Tačno određivanje trenutka pojave života je teško zato što su najraniji organizmi bili jednoćelijski i mekotelesni, pa retko ostavljaju fosilne tragove. Tradicionalno se pretpostavljalo da je život nastao tokom arheja (pre oko 4–2,5 milijardi godina), ali nove studije pomeraju tu granicu dalje unazad.
Hadejski period kao moguć izvor
Istraživači Morgan Sobol (Texas State University) i Carolina Martinez‑Gutierrez (UC Santa Barbara) u radu objavljenom u PNAS ističu da se neki pokazatelji upućuju na mogućnost da su progenitori života nastali već tokom hadejskog perioda — prvih ~700 miliona godina nakon formiranja Zemlje. Iako je hadej bio ekstremno neprijateljsko okruženje (češći sudari, visoke temperaturе), geokemijski podaci dovode u pitanje pretpostavku da su površinske temperature uvek bile previše visoke za postojanje tečne vode.
Uloga cirkona i molekularnih satova
Cirkoni (izuzetno otporni minerali koji nastaju iz magme) sačuvani u najstarijim stenicama nose hemijske tragove prošlih uslova. Analize starih cirkona sugerišu da su površinske temperature pre ~4,4 milijarde godina mogle biti dovoljno niske za postojanje tečne vode — bitnog uslova za hemiju života.
Molekularni satovi nisu delovi DNK, već metode koje koriste brzinu mutacija u genomima da bi procenile vreme razdvajanja linija. Nekoliko takvih procena stavlja LUCA-u oko 4,2 milijarde godina, što ga pozicionira u kasni hadej, nekoliko stotina miliona godina posle udarca koji je oblikovao Mesec.
Kako je LUCA izgledao?
Prema rekonstrukcijama, LUCA je verovatno bio prokariot s relativno složenim genetskim kompletom za organizam bez jedra. Moguće je da je bio adaptiran na anaerobne (bez kiseonika) uslove i da je pokazivao metaboličku fleksibilnost — sposoban i za autotrofiju (proizvodnju organskih molekula iz neorganskih izvora) i za organoheterotrofiju (korišćenje organskih molekula iz okoline). Takođe je verovatno bio ekstremofil, što odgovara surovim okolnostima havajskog okruženja.
Eukariogeneza i mitohondrije
Nastanak eukariota (eukariogeneza) smatra se rezultatom kompleksnih događaja, verovatno uključujući fuziju ili endosimbiozu između prokariota. Mnoge studije ukazuju da su mitohondrije poreklom iz grupe alfaproteobakterija, moguće blisko povezane sa redom Rickettsiales, ali tačna grana unutar Alphaproteobacteria ostaje predmet naučne debate. Filogenomika i sveobuhvatniji genomksi podaci iz okoline trebali bi pomoći da se taj problem reši.
“Visokokvalitetan oporavak genomskih sekvenci iz prirodnih uzoraka otvoriće vrata otkriću dosad nepoznatih linija života i znatno će poboljšati naše razumevanje ranih evolutivnih procesa,” kažu Martinez‑Gutierrez i Sobol.
Zaključak
Kombinacija geokemijskih podataka iz cirkona, molekularnih satova i filogenomike proširuje raspon mogućeg vremena nastanka života i pomera ga bliže hadejskom periodu. Ipak, ključno razjašnjenje porekla eukariota i položaja mitohondrija zahteva dublje genomsko istraživanje i otkrivanje novih linija života u prirodi.
Pomozite nam da budemo bolji.
