Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.
Вирусы атакуют LUCA 4,2 миллиарда лет назад (художественное представление) / © Science Graphic Design
Английская аббревиатура LUCA буквально означает «Последний универсальный общий предок». От него у нас общие механизмы кодирования информации, синтеза белков, хиральность аминокислот, снабжение энергией с помощью расщепления АТФ.
Ископаемые остатки LUCA не сохранились, поэтому все, что мы знаем о нем, происходит из анализа геномов современных и вымерших организмов. Интерпретаций множество, и не все они согласуются между собой. Был ли предок просто или сложно устроен? В каких условиях обитал и когда?
В новой работе, опубликованной в журнале Nature Ecology & Evolution, международный коллектив ученых во главе с генетиками из Университета Бристоля (Великобритания) использовал молекулярные часы и разные биохимические модели, чтобы определить возраст, размер генома, метаболизм LUCA и его влияние на раннюю Землю.
Ученые сравнили все гены всех ныне живущих организмов, подсчитали мутации, возникшие с тех пор, как они отделились от общего предка. Расчеты показали, что это произошло примерно 4,2 миллиарда лет назад (с доверительным интервалом 95 процентов).
«Мы не ожидали, что LUCA настолько древний и возник всего через несколько сотен миллионов лет после образования планеты. Все же наши результаты согласуются с современными представлениями об обитаемости ранней Земли», — рассказала в интервью пресс-службе соавтор работы Сандра Авьварес-Карретеро из Бристоля.
Выяснилось, что геном LUCA размером 2,75 миллиона пар оснований. Это несколько больше, чем считалось, и укладывается в размеры генома современных прокариот — одноклеточных организмов с неоформленным ядром, к которым принадлежат археи и бактерии.
Вероятно, сделали вывод авторы статьи, предок был частью экосистемы и использовал цепь биохимических реакций для фиксации диоксида углерода и получения энергии (путь Вуда — Льюнгдаля). Филогенетика не позволяет узнать, как выглядели другие представители этой экосистемы. Об их физиологии можно судить по тому, каков метаболизм LUCA.
Какие эволюционные пути привели к появлению LUCA, тоже неизвестно, но, учитывая возраст образования Земли и Луны, этот процесс занял очень короткое время на геологическом масштабе.
Комментарии
Так быстро? То есть выходит, что как только Земля стала пригодной для жизни - она появилась.
Выглядит как либо Вселенная должна кишеть жизнью (хотя бы простейшей), либо этот общий предок к нам откуда-то прилетел (панспермия).
Кирпань, и еще условия на молодой планете были подходящими для заселения. Значит, откуда прилетели, были похожими.
Или с возрастом Земли что-то не так)
Да, рановато.
"несколько сотен миллионов лет после образования планеты"
Планета была еще сущим адом, наверное. Полужидкая, с чудовищной ядовитой атмосферой.
Ждем опровержения.
Лана, почему ядовитой.
Лана, это сейчас планета с чудовищно ядовитой кислородной атмосферой, а тогда очень даже и ничего для жизни
Современная наука не может доказать возможность самозарождения жизни, так почему некоторые ученые продолжают отстаивать такие теории? На этот вопрос частично ответил в книге «Возникновение жизни» профессор Джон Бернал: «Предъявляя к данной проблеме [самопроизвольного зарождения жизни] строгие требования научного метода, можно убедительно показать, почему жизнь не могла возникнуть; вероятность некоторых этапов биопоэза слишком мала, и слишком сомнительны шансы на появление жизни». Бернал добавил: «К сожалению — для этой точки зрения — жизнь на Земле во всем многообразии ее форм и функций уже существует, и приходится подгонять факты, чтобы они объясняли ее существование». С тех пор положение не изменилось. Рассмотрим скрытый смысл таких рассуждений. Они равносильны высказыванию: «С научной точки зрения, справедливо утверждение, что жизнь не могла возникнуть сама собой. Но самопроизвольное зарождение жизни — это единственная возможность, которую мы будем принимать во внимание. Значит, необходимо так подогнать факты, чтобы они поддерживали гипотезу о самопроизвольном зарождении жизни». Устраивает ли вас такая логика? Не слишком ли сильно придется подгонять факты, чтобы поддержать такие рассуждения?
Vladimir, ага еще и такой эксперимент был 😁
https://naked-science.ru/article/biology/ne-nashli-na-zemle
Vladimir, современная наука доказать не может, поэтому надо её отменить, всё создал бох, угу. Научный метод же так и работает: если мы чего-то не знаем – фиг с ним, даже пытаться узнать не будем.
Ну, в общем-то, это исследование подтверждает предыдущие оценки, что LUCA появился на Земле буквально в первые 100, от силы 200 млн. лет после того, как она стала хоть немного пригодна для жизни. Причем это был представитель уже очень сложных полноценных прокариотов. На создание эукариотов, например, эволюции потребовалось ещё более 2 млрд. лет. При этом степени усложнения "прокариоты-эукариоты" и "обычная химия-живая клетка" просто несопоставимы. Т.е. эволюция сначала совершила какой-то невообразимый скачок в сжатые сроки, а потом по сравнению с ним, можно сказать, почти остановилась на миллиарды лет.
Это странно. Либо у нас какой-то фатальный пробел в знаниях о химических реакциях, которые легко и непринужденно приводят к появлению первичных репликаторов в условиях ранней Земли. Но это вряд ли - простая химия вроде как исследована уже вдоль и поперек. Либо всё-таки - панспермия. Лично мне второе представляется более вероятным.
Интересно, конечно, в этом смысле было бы покопаться в ледяных кометах, например)
Не понятно на сколько последний. ? Также не понятно почему предок один¿ Должна быть как минимум семья как максимум вид. Также нужно понимать что этот Предок он только номинально, этот вид даже не животное) и даже не насекомое. Это клетка....
Андрей, насекомые это животные.
Если бы он оказался старше 4,5 млрд. - тогда да, а так всё норм.
Ученые сравнили все гены всех ныне живущих организмов
Серьёзно? Прям все гены прям всех живущих? Учитывая, что не все существующие виды даже открыты, это уже звучит как бред, а уж тем более сравнение ВСЕХ генов.
Да сколько уже можно,что боятся сказать то учёные - пришельцы мы,пришельцы.
Не зародилась жизнь на Земле. Где то во вэВселенной был или есть какой "муравейник", от которого отрывались куски и летели во все стороны.Вот один такой кусок упал на Землю и "пошло-поехало" очень медленно.
Потому что выглядит это всё глупо - за 200 млн лет появился ЛЮКА, а потом понадобилось ещё 2 млрд лет для эволюции эукариот. Бред же. Либо всё долго,либо всё быстро. Либо готовое уже "подселили" для дальнейшей эволюции
Роман, ну ок, предположим был муравейник, а он в свою очередь как появился, из другой вселенной прилетел?) А может быть всё проще, жизнь появилась с момента образования вселенной, в момент большого взрыва, когда появилось всё сущее? Появилось вещество, пространство, время, появилась жизнь, разлетелась по вселенной, где были подходящие условия там и закрепилась
Как-то совпадает по времени с прилетом планетки к земле, что привело к образованию Луны.
Эволюция не исключает Бога а Бог - эволюцию.
Панспермия - это сказка о белом бычке, а не ответ.
Возникновение жизни, технически, это следы и признаки органики, прото-био-сопли, которые могли что-то типа того, что могут курильщики у геотермальных разломов на дне океана.
А эволюционные "взрывы" и "застои" это же естественно: вот изобрела Моторола мобильник первый - прорыв? да, но лет 20 был "застой", потому, что дорого!
А потом количество переросло в качество , критическая масса абонентов , даже дорогих - накопилась, технологии подешевели, и бац - опять "взрыв" за десяток лет мобильные сети покрывают планету а телефон модно вообще не покупать, дадут с тарифом!
И лет 10 фонтанирует разнообразие мобилок , вот реально, погуглите фотоколлажи всех форм и размеров мобилок нулевых!
А потом пришел айфон и тактильный экран и... "Застой" до сих пор!
Теперь "мобилка" это безликий кирпич с экраном на все тело и одной кнопкой и так у всех, абсолютно и уже 20 лет!
Бог не играет с нами в тайные тайны, а наоборот, созданный им мир скурпулезен но лаконичен.
В человеческом организме нет НИ ОДНОЙ уникальной химической реакции, то-есть такой реакции которой бы не было в не живой природе, уникальность в их скорости протекания!
Белки катализаторы ускоряют в общем то обычные хим. реакции в десятки тысяч раз "и все"
Биосопли в первичной эволюции конкурировали за эту скорость и абилки ровно так же как современные корпорации за продажи и рынки.
И так же как пара раённых сантехников или кафе
Панспермия имеет два преимущества:
Первое: с учётом того, что уже обнаружены галактики с высокой металличностью возрастом всего несколько сот миллионов лет от Большого взрыва, на зарождение жизни появляется дополнительно ещё порядка 9 млрд. лет.
Второе, и главное: огромное разнообразие условий, при которых мог появиться первичный репликатор. Не нужно уже привязываться к химии и физике первобытной Земли, на других планетах могли быть самые разнообразные химические среды, температуры, давления и т.д. И, возможно, какое-то сочетание факторов действительно резко повышает вероятность возникновения первичных репликаторов. Т.е. поиски можно и нужно вести уже не "под фонарем", а везде.
Zhe,
В человеке нет ни одной уникальной хим.реакции, которых бы не было в неживой природе земли.
в периодической системе есть только два элемента с достаточным разнообразием соединений: углерод (мы) и кремний (силиконовые женщины).
При этом все минералы и металлы суть - зола сверхновых.
То-есть вовсе не важно на земле зародились прото-био-сопли или в Альфа Центавра, механизм должен быть понятен и нам и им.