Ako vyzeral predok všetkého života na Zemi? Vedci sa dostávajú na stopu tajomnému organizmu LUCA
Výskumníci veria, že všetok život na Zemi musí mať spoločného predka. Tento organizmus nazývajú LUCA.
Život na Zemi je všade okolo nás, no nebolo tomu tak vždy. Ako vysvetľujú výskumníci, pred približne 370-miliónmi rokov existovali na planéte spoloční predkovia všetkých suchozemských živočíchov. Pred viac ako 600-miliónmi rokov existoval spoločný predok všetkých živočíchov na planéte a ešte predtým, pred miliardami rokov, existoval spoločný predok všetkého života, takzvaný organizmus LUCA.
LUCA (Last Universal Common Ancestor), je zatiaľ hypotetickým organizmom, ktorý predchádzal všetkému životu, aj mikroskopickému, aký dnes na Zemi existuje. Ako informuje portál The Conversation, vedci sú presvedčení, že takýto spoločný predok musel existovať a už desaťročia sa snažia prísť na to, ako tento predok mohol vyzerať. Vedci však majú o pravej povahe organizmu LUCA rôzne predstavy.
Výskumníci sa rovnako zatiaľ nevedia zhodnúť ani na tom, kedy organizmus LUCA vlastne vznikol. Najstaršie fosílne dôkazy o živote sa datujú približne 3,4-miliardy rokov do minulosti, no niektoré výskumy hovoria, že predok všetkého života na planéte vznikol krátko po vzniku Zeme, teda pred 4,5-miliardami rokov.
Otázne je, čo je pravda. Niektorí vedci totiž poukázali na to, že LUCA nemohol vzniknúť v rovnakej dobe ako Zem, pretože muselo nejaký čas trvať, kým sa vytvorili potrebné mechanizmy na vznik genetického kódu a replikácie DNA.
Čo je to LUCA?
V rámci novej štúdie autori vysvetľujú, že organizmus LUCA nie je prvou životnou formou, aká na Zemi existovala. Ide ale o organizmus, z ktorého sa neskôr vyvinuli všetky dnes žijúce organizmy na planéte. Výskumníci veria, že iné organizmy existovali ešte predtým ako LUCA vznikol. Napriek tomu je LUCA veľmi dôležitou súčasťou skladačky, vďaka ktorej dokážeme pochopiť, ako sa život na Zemi vyvíjal. S pochopením evolúcie na našej planéte by sme vedeli jednoduchšie pochopiť aj potenciálnu evolúciu života za hranicami Zeme.
Neprehliadni
Ak chceme zistiť, čo bol LUCA zač, potom musíme rekonštruovať jeho genóm. Autori novej štúdie vysvetľujú, že na to potrebovali genómy odlišných skupín baktérií a archeónov. Výskumníci vylúčili zo štúdie eukaryotické organizmy, teda rastliny, živočíchov a huby. Veria, že tieto organizmy vznikli z archeónov a baktérií oveľa neskôr v histórii Zeme.
V rámci štúdie vedci pracovali so 700 genómami archeónov a baktérií, ktoré už boli spracované v inom výskume z roku 2022. Následne genómy zoradili do kategórií podľa toho, aby zistili, aká je ich úloha v moderných organizmoch. Následne výskumníci vyčlenili 57 génov, ktoré sú spoločné pre všetkých 700 organizmov a s najväčšou pravdepodobnosťou aj pre všetok život. Autori štúdie vysvetľujú, že tieto gény sa za posledných niekoľko miliárd rokov veľmi nezmenili.
Výskumníci v ďalších krokoch štúdie vytvorili kalkulovaný odhad ohľadom odlišných génov, ktoré sa mohli v organizme LUCA nachádzať.
“Rekonštruovanie genómu organizmu LUCA nám dovolilo odhadnúť jeho metabolizmus, ako keby bol tento predok všetkého života nažive aj v dnešných dňoch. Organizmus LUCA si predstavujeme ako pomerne komplexný organizmus, ktorý je podobný moderným baktériám a archeónom, ktorý sa vyznačoval malým genómom. V rámci nášho výskumu sa nám však nepodarilo nájsť dôkazy fotosyntézy,” vysvetľujú vedci.
Rovnako výskumníci nenašli žiadne dôkazy dusíkovej fixácie. Ide o chemický proces, ktorý využívajú niektoré baktérie a archeóny na to, aby ostali nažive.
Aký starý je LUCA?
Následne sa vedci pokúsili zistiť, aký starý môže organizmus LUCA byť. Pri tomto sa však stretli s dvoma problémami. Momentálne neexistuje veľa informácií ohľadom vzniku života na Zemi a výskumníci doteraz neobjavili veľa fosílií alebo geologických dôkazov z obdobia mladej planéty, s pomocou ktorých by vedeli kalibrovať molekulárne hodiny.
Skúsili to ale pomocou špecifických génov, ktoré už vysledovali k organizmu LUCA. Tieto gény sú medzi sebou príbuzné, lebo vznikajú, keď sa živočíšny druh rozdelí na dva odlišné druhy.
Vedcom sa podarilo odhaliť, že organizmus LUCA mohol existovať pred približne 4,2-miliardami rokov. Ak sa tento odhad potvrdí, znamená to, že život na planéte sa musel vyvíjať rapídnym tempom, takmer hneď po vzniku planéty.
