Upoznajte LUCA, ćeliju staru 4,2 milijarde godina koja je predak celokupnog današnjeg života na Zemlji

Sve što danas živi potiče od ćelije koja je živela pre 4,2 milijarde godina, samo nekoliko stotina miliona godina nakon formiranja Zemlje, sugeriše novo istraživanje. Taj poslednji univerzalni zajednički predak, koga biolozi od milja zovu LUCA, nije se mnogo razlikovao od prilično složenih bakterija koje danas postoje i živeo je u ekosistemu prepunom drugih vrsta života i virusa.

„Ono što je zaista zanimljivo jeste da je sasvim jasno kako je posedovao rani imuni sistem, što pokazuje da je čak pre 4,2 milijarde godina naš predak bio u trci u naoružanju sa virusima,“ rekao je Davide Pisani, istraživač genomike sa Univerziteta u Bristolu u Velikoj Britaniji i koautor nove studije.

Sav ćelijski život na Zemlji deli određene ključne karakteristike: koristi iste proteinske građevinske blokove, sve koristi istu energetsku valutu za pokretanje svojih ćelija (ATP), i sve ćelije koriste DNK za čuvanje informacija. Ove zajedničke karakteristike verovatno nisu slučajnost; sve ukazuju na to da život kakav danas poznajemo potiče iz jednog izvora.

Pre ovog istraživanja, naučnici su procenili da je LUCA živeo pre 3,9 milijardi godina. Međutim, precizno datiranje genetskih događaja koji su se desili pre toliko vremena je veoma izazovno.

U novoj studiji, objavljenoj 12. jula u časopisu Nature Ecology & Evolution, istraživači su nastojali da preciznije odrede poreklo LUCA. Tim je uporedio sve gene u 700 živih vrsta bakterija i arheja (mikroba sličnih bakterijama koji često žive u ekstremnim uslovima).

Odabrali su organizme iz ovih domena jer se smatra da su to najstariji oblici života, a eukarioti su evoluirali iz zajednice ovih ćelija. Zatim su istraživači brojali mutacije koje su se desile tokom vremena u genomima i unutar 57 gena koje dele svih 700 organizama, koristeći procenjene stope mutacija da bi unazad izračunali kada je LUCA živeo.

LUCA živeo otprilike pre 4,2 milijarde godina

Svoje procene starosti zasnovali su na fosilima koji sadrže tragove drevnog života, kao što su ostaci mikrobioloških prostirki starih 3,48 milijardi godina iz Australije. Drevni fosili pružili su im uvid u atmosferske uslove na ranoj Zemlji i dali donju procenu za vreme kada je LUCA mogao preživeti.

Live Science

„Nismo očekivali da je LUCA toliko star, u periodu samo nekoliko stotina miliona godina nakon formiranja Zemlje,“ rekla je koautorka Sandra Álvarez-Carretero, istraživač na Univerzitetskom koledžu u Londonu. U to vreme, tokom Hadena (pre 4,6 do 4 milijarde godina), Zemlja je bila neprijateljsko mesto, s toplim okeanima i vrlo malo atmosferskog kiseonika.

Pored toga, razvrstavajući gene prema njihovoj funkciji u ćeliji, istraživači su mogli reći nešto o tome kako i gde je LUCA živeo i šta je konzumirao. Njihove analize nisu tačno identifikovale stanište LUCA, ali sugerišu da je verovatno živeo u okeanskom okruženju, plitkom hidrotermalnom otvoru ili termalnom izvoru. Takođe su otkrili da je LUCA mogao podnositi ekstremne temperature i „disao“ bez kiseonika, oslanjajući se na otpadne proizvode drugih organizama koji su delili njegov ekosistem.

Dokazi da LUCA nije bio sam dolaze iz rekonstrukcije njegovih metaboličkih puteva. Oni sugerišu da je LUCA mogao koristiti organski materijal koji su već razgradili drugi mikrobi za energiju. Dodatni dokaz dolazi iz iznenađujućeg otkrića da je LUCA već bio opremljen genima koji su mu mogli pomoći da se brani od zaraznih virusa.

Činjenica da je LUCA živeo u naprednom ekosistemu već tada, svakako ima zanimljive implikacije za život na drugim planetama, rekao je vodeći autor studije Philip Donoghue, profesor paleobiologije na Univerzitetu u Bristolu.

„Ovo sugeriše da život može cvetati u biosferama sličnim Zemlji, negde drugde u svemiru,“ rekao je Donoghue, a prenosi Live Science.