Целият живот на Земята произлиза от един единствен прародител – и той е много по-стар, отколкото си мислехме

Всички форми на живот на нашата планета могат да бъдат проследени до един единствен общ предшественик, известен като LUCA (Last Universal Common Ancestor) или Последният универсален общ прародител. Този прокариотоподобен организъм представлява прародителя на всяко живо същество – от най-малките бактерии до най-величествените сини китове. Ново проучване обаче разкрива, че този „прародител на всичко“ е много по-древен, отколкото науката предполагаше досега.

Промяна в хронологията на живота

Въпреки че Камбрийският взрив даде мощен тласък на сложния живот преди около 530 милиона години, истинската история на живота на Земята е далеч по-дълга. В продължение на години учените оценяваха, че LUCA вероятно се е появил преди около 4 милиарда години, което е само 600 милиона години след формирането на самата планета.

Но ново изследване на международен екип от учени, публикувано в престижното списание Nature Ecology & Evolution през 2024 г., измества тази граница още по-назад. Резултатите показват, че този организъм вероятно е обитавал Земята преди около 4,2 милиарда години. Това означава, че животът е започнал само 400 милиона години след създаването на планетата, поставяйки LUCA директно в средата на негостоприемния геоложки кошмар, известен като Хадейски еон.

Как учените откриха възрастта на LUCA

За да определят точния момент на появата на LUCA, изследователите е трябвало да работят в обратна посока. Екипът е сравнил гените на съвременни живи видове и е преброил мутациите, които са настъпили в тях от момента, в който са споделили общ прародител с LUCA.

Използвайки сложни еволюционни модели и генетично уравнение, базирано на времето на разделяне между видовете, учените са успели да реконструират времевата линия. Едмънд Муди от Университета в Бристол, водещ автор на изследването, отбелязва, че еволюционната история на гените е усложнена от техния обмен между различните линии, което налага използването на прецизни методи за съгласуване на генната история с генеалогията на видовете.

Портрет на един древен организъм

Проучването не се ограничава само до определяне на възрастта на LUCA, но и хвърля светлина върху неговите физиологични характеристики. Общото потекло на целия съществуващ клетъчен живот се доказва от универсалния генетичен код, механизмите за протеинов синтез, споделената хиралност на почти универсалния набор от 20 аминокиселини и използването на ATP (аденозинтрифосфат) като обща енергийна валута.

Анализът разкрива изненадващи факти:

• Въпреки че LUCA е бил прост прокариот, той вероятно е притежавал ранна имунна система.
• Наличието на имунна система предполага, че преди 4,2 милиарда години този организъм вече е водил битки с първични вируси.
• LUCA не е живял в изолация; той активно е експлоатирал и променял своята среда.

Тим Лентън от Университета в Ексетър, съавтор на изследването, посочва, че отпадъците от дейността на LUCA вероятно са служели за храна на други микроби, като метаногените. Това взаимодействие е помогнало за създаването на ранна рециклираща екосистема.

Пътят пред науката

Разбирането на LUCA е от решаващо значение за нашето разбиране за ранната еволюция на живота на Земята. То ни помага да отговорим на фундаментални въпроси за това дали първият общ прародител е бил прост или сложен организъм и каква точно среда е обитавал.

Въпреки че LUCA е най-старият общ прародител, за който знаем, учените все още са изправени пред загадката как точно животът е еволюирал от самия си произход до формирането на ранните общности, от които LUCA е бил част. Бъдещите проучвания ще трябва да навлязат още по-дълбоко в тази първична история, за да разкрият пълния път на еволюцията, довел до съществуването на всеки един от нас.