O nouă cercetare oferă informaţii despre timpul în care a trăit strămoşul tuturor fiinţelor vii cunoscute astăzi pe Pământ. O echipă internaţională de cercetători condusă de Universitatea din Bristol face lumină asupra celui mai timpuriu ecosistem al Pământului, arătând că la câteva sute de milioane de ani de la formarea planetei, viaţa pe Terra era deja înfloritoare.
Conform unei noi cercetări, tot ceea ce trăieşte astăzi s-ar trage dintr-o celulă care a trăit în urmă cu 4,2 miliarde de ani, la doar câteva sute de milioane de ani după formarea Pământului. Acest strămoş comun a fost botezat LUCA: Last Universal Common Ancestor/Strămoşul comun universal.
LUCA este ipoteza strămoşului comun din care descinde toată viaţa celulară modernă, de la organismele unicelulare precum bacteriile până la copacii gigantici de sequoia (precum şi noi, oamenii). Celula reprezintă rădăcina arborelui vieţii înainte ca acesta să se împartă în grupurile recunoscute astăzi, Bacteria, Archaea şi Eukarya.
Aceasta nu a fost prima formă de viaţă de pe Pământ, ci ar fi organismul din care au evoluat toate organismele vii, clarifică oamenii de ştiinţă.
LUCA nu este foarte diferit de bacteriile complexe de astăzi - şi a trăit într-un ecosistem plin de alte specii de viaţă şi virusuri.
Deşi cercetătorii cred că este posibil ca organismele vii să fi existat cu mult înainte de Luca, cunoştinţele despre cum şi când a trăit această celulă sunt importante pentru a înţelege cum a evoluat viaţa pe Pământ.
„Ceea ce este cu adevărat interesant este faptul că a posedat clar un sistem imunitar timpuriu, ceea ce arată că, chiar şi în urmă cu 4,2 miliarde de ani, strămoşul nostru s-a angajat într-o luptă cu virusurile”, spune Davide Pisani, cercetător specialist în genomică la Universitatea Bristol din Marea Britanie şi coautor al noului studiu.
Toată viaţa celulară de pe Pământ, viaţa modernă, împărtăşeşte anumite caracteristici cheie şi ar fi evoluat din LUCA din diferite surse: aceiaşi aminoacizi utilizaţi pentru a construi proteine în toate organismele celulare - blocuri proteice, acelaşi model energetic comun pentru a-şi alimenta celulele (ATP), prezenţa maşinilor celulare precum ribozomul şi altele asociate cu producerea proteinelor din informaţiile stocate în ADN şi chiar faptul că toate formele de viaţă celulară utilizează ADN-ul ca modalitate de stocare a informaţiilor.
Este puţin probabil ca aceste puncte comune cheie să fie doar o coincidenţă, spun oamenii de ştiinţă, şi toate indică faptul că viaţa pe care o cunoaştem astăzi provine dintr-o singură origine.
Înainte de acest studiu, experţii estimau că LUCA a trăit acum 3,9 miliarde de ani. Cu toate acestea, datarea cu exactitate a evenimentelor genetice care au avut loc cu atât de mult timp în urmă a fost o provocare.
În noul studiu, publicat recent în revista , cercetătorii au urmărit să stabilească mai precis originile celulei care s-ar afla la originea vieţii pe Pământ.
Echipa a comparat toate genele din 700 de specii vii de bacterii şi archaea (microbi care sunt asemănători bacteriilor şi trăiesc adesea în medii extreme). Ei au ales organisme din aceste domenii deoarece se crede că acestea sunt cele mai vechi forme de viaţă, eucariotele evoluând dintr-o uniune între cele două tipuri de celule.
Apoi, cercetătorii au numărat mutaţiile care au avut loc de-a lungul timpului în genomuri şi în cadrul a 57 de gene comune tuturor celor 700 de organisme, folosind ratele de mutaţie estimate pentru a recalcula momentul în care a trăit LUCA.
Ei au reuşit estimarea vârstei folosind fosile care conţin urme de viaţă străveche, cum ar fi rămăşiţele unor pături microbiene vechi de 3,48 miliarde de ani din Australia.
Fosilele antice le-au oferit o perspectivă asupra condiţiilor atmosferice de la începuturile Pământului şi au furnizat o estimare a momentului în care LUCA ar fi putut supravieţui.
Astfel, s-a stabilit că LUCA ar fi trăit în urmă cu aproximativ 4,2 miliarde de ani.
„Nu ne aşteptam ca LUCA să fie atât de vechi, la doar câteva sute de milioane de ani de la formarea Pământului”, a declarat coautorul Sandra Álvarez-Carretero, cercetător la UCL din Marea Britanie. La acea vreme, în timpul Hadeanului (Priscoan), primul eon geologic al Pământului, aflându-se înaintea Arhaicului, care ar fi început odată cu formarea Terrei acum aproximativ 4,6 – 4,5 miliarde de ani şi s-a încheiat (conform CIS) în urmă cu 4,0 miliarde de ani, când Pământul era un loc neospitalier, cu oceane fierbinţi şi foarte puţin oxigen atmosferic.
În plus, prin sortarea genelor în baza funcţiei lor celulare, cercetătorii ar putea afla cum şi unde a trăit LUCA şi ce a mâncat.
Analizele nu au identificat habitatul exact al celulei, dar sugerează că LUCA a trăit probabil într-un mediu oceanic, într-o fantă hidrotermală puţin adâncă sau într-un izvor fierbinte.
În plus, echipa a descoperit că LUCA putea probabil să tolereze temperaturi extreme şi „respira” fără oxigen, bazându-se în schimb pe produsele reziduale ale altor microorganisme cu care împărţea ecosistemul.
Dovada că LUCA nu era singur provine din reconstituirea căilor metabolice ale celulei, care sugerează că aceasta ar fi putut folosi material organic care fusese deja descompus de alţi microbi pentru energie. Alte dovezi care susţin această teorie provin din rezultatul surprinzător conform căruia LUCA era deja echipat cu gene care puteau ajuta la apărarea împotriva infecţiilor virale.
Faptul că LUCA a trăit într-un ecosistem înfloritor chiar şi atunci, în vechime, are implicaţii interesante pentru viaţa pe alte planete, spune autorul principal al studiului, Philip Donoghue, profesor de paleobiologie la Universitatea din Bristol.
„Acest lucru sugerează că viaţa ar putea fi înfloritoare pe biosfere asemănătoare Pământului în altă parte în univers”, a precizat cercetătorul britanic.
