Ultimul strămoș comun al tuturor organismelor vii (LUCA) a trăit în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani, adică are practic aceeași vârstă cu planeta. Biologii au ajuns la o concluzie atât de neașteptată, aplicând datarea prin metoda „ceasului molecular” … Rezultatul este prezentat într-un articol științific publicat în revista Nature Ecology & Evolution de un grup condus de Davide Pisani de la Universitatea din Bristol.
Sursa tradițională de informații despre evoluția vieții este, desigur, fosile. Dar Pământul este o planetă în schimbare. Eroziunea, mișcarea continentală, activitatea vulcanică și alte procese geologice șterg treptat urmele trecutului. Informațiile despre Eon Archean (acum 4,0-2,5 miliarde de ani) sunt extrem de fragmentare. În plus, uneori este complet dificil să înțelegem dacă fosilele găsite sunt de origine biologică.
Cu toate acestea, înregistrarea fosilelor nu este singura sursă de informații despre dezvoltarea vieții. Arborele evolutiv al organismelor vii poate fi construit pe baza anatomiei lor, ci și prin interpretarea codului ADN. Asemănările și diferențele din genom indică cât de strâns sunt anumite grupuri de ființe vii și fac posibilă stabilirea cine a descendent de la cine. Acest lucru se realizează în același mod ca și în cazul analizei fosilelor. Doar dacă paleontologii au la dispoziție un număr limitat de trăsături externe pe care le pot compara între ele, atunci genetica se află într-o poziție mai bună: fiecare dintre multele mii de gene poate fi considerată de fapt o trăsătură separată.
Metodele genetice permit producerea și datarea evenimentelor evolutive. Se bazează pe metoda ceasului molecular. Esența sa este simplă în termeni generali: se crede că mutațiile se acumulează la aceeași rată medie (deși, în unele cazuri, merită luate în considerare modificări semnificative la această regulă). Prin urmare, prin numărul de mutații care disting două ramuri evolutive, se poate judeca cât timp în urmă s-au divergent.
În ansamblu, rezultatele obținute prin două metode (genomică și paleontologică) sunt de acord unul cu celălalt. Acest lucru dovedește încă o dată că știința în termeni generali reprezintă corect istoria vieții pe Pământ. În acele cazuri în care înregistrarea fosilelor este slabă (cum ar fi, de exemplu, în epoca arheeană), metodele genomice pot compensa lipsa de cunoștințe.
Grupul lui Pisani a re-calculat rata mutației și a construit un arbore evolutiv al vieții, bazându-se în principal pe tehnici genomice, dar și folosind fosile datate. Rezultatele sunt impresionante.
Video promotional:
Reamintim că cele mai vechi urme fosile ale vieții au 3,95 miliarde de ani. Totuși, acest lucru nu înseamnă că rezultatele autorilor noii lucrări contrazic datele paleontologice.
Cert este că aproape toate fosilele din orice epocă sunt îngropate în roci sedimentare. Cele mai vechi urme ale vieții, respectiv, se referă la cele mai vechi roci sedimentare supraviețuitoare de pe Pământ. Adică viața ar fi putut exista mult mai devreme, dar nu existau condiții geologice pentru ca urmele sale să ajungă la vremea noastră.
Mai multe alte evenimente evolutive cheie au fost re-datate. Deci, bacteriile și arhaea, conform calculelor autorilor, s-au separat nu mai devreme de 3,4 miliarde de ani în urmă. Eucariote (care includ, în special, toate multicelulare) au apărut în urmă cu aproximativ 1,84 miliarde de ani. Ultimul strămoș comun al tuturor mitocondriilor (amintiți-vă că aceste organele celulare, conform ideilor general acceptate, au fost anterior organisme separate) au trăit în urmă cu 2.053-1.21 miliarde de ani.
Cele mai senzaționale rezultate, desigur, se referă la durata de viață a LUCA. Acestea înseamnă că viața are de fapt aceeași vârstă ca Pământul, deoarece formarea planetei s-a încheiat în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani. Curând după aceea, Theia s-a izbit, după care planeta nu a avut deloc o suprafață solidă, reprezentând un ocean continuu de lavă care respiră foc.
Astfel, formarea de lucruri vii din materia organică primară a durat zeci, cel puțin două sau trei sute de milioane de ani. Dacă rezultatele lui Pisani și ale colegilor sunt confirmate, experții vor trebui să răspundă la întrebarea modului în care procesul de naștere a vieții ar putea fi finalizat atât de repede.
Cu toate acestea, probabilitatea unei erori nu poate fi exclusă încă. Am menționat deja că există metode subtile importante în metoda ceasului molecular. Așadar, oamenii de știință au dovedit că în istoria vieții au existat erori când mutațiile au avut loc mult mai des decât în medie. În plus, unele părți ale genomului sunt mai susceptibile de schimbare decât altele. Mai mult, unele organisme au un sistem de control al mutațiilor: odată în condiții nefavorabile, acestea accelerează în mod intenționat mutageneza "în speranța" de a obține o proprietate nouă care le permite să se adapteze la un nou mediu. Așa se face că, de exemplu, bacteriile dezvoltă rezistență la antibiotice.
Desigur, biologii, folosind metoda ceasului molecular, iau în considerare toate aceste nuanțe. Dar nimeni nu poate garanta că nu există încă niciun factor care să denatureze rezultatele întâlnirilor. Experimentatorii fac astăzi o surpriză după alta, iar bazele moleculare ale vieții sunt continuu mai complexe decât ne-am imaginat.
Anatoly Glyantsev
