Ügyetlen szuperorganizmus lehetett az élőlények közös őse
Genetikai börze a világóceánban
Minden mai élőlény közös őse nem egy egysejtű lény, hanem az egész Földet átszövő organizmus volt egy új elmélet szerint. Ez közel 4 milliárd éve tölthette ki a bolygó óceánjait, később pedig három részre vált, létrehozva az élet három nagy birodalmát.
Az a feltételezett élőlény, amelytől minden mai élőlény származik, mintegy 3,8-4 milliárd éve bukkanhatott fel a 4,6 milliárd éves Földön. A jelenleg leginkább elfogadott nézetek szerint – a mai élőlények közös genetikai örökségének elemzése alapján – ez az "utolsó univerzális közös ős" (angolul Last Universal Common Ancestor, röviden LUCA) egy szélsőségesen melegkedvelő (hipertermofil) egysejtű szervezet lehetett, amely a mai mélytengeri füstölgőkhöz hasonló kemény környezetben élhetett. LUCA tehát nem a Földön kialakult első élőlényt jelenti, hanem azt az életformát, amelyből az összes későbbi élőlény kifejlődött.
A BMC Evolutionary Biology folyóiratban megjelent cikk azonban jelentősen átalakíthatja ezt az elképzelést – írja a New Scientist. A szerzők szerint LUCA nem egy konkrét élőlény volt, hanem egy globális megaorganizmus. Ezen azt értik, hogy az ősi sejtek kezdetben versengés helyett együttműködtek, és fontos alkotórészeket cseréltek ki egymás között. A világóceánban több száz millió évig működhetett egy globális "genetikai börze".
Nagyjából 2,9 milliárd éve aztán LUCA széthasadt az élővilág három birodalmára:a valódi baktériumokra, az archeákra, valamint az összetettebb eukariótákra, amelyekből az állatok és a növények (és a gombák) alakultak ki. A szétválás előtti időszak történéseiről nagyon keveset tudunk. Szinte semmilyen fosszilis maradvány nem maradt fenn abból az időből, és az ebből az időből származó gének a felismerhetetlenségig megváltoztak a mutációk miatt.
LUCA fehérjekészletének rekonstruálásához Gustavo Caetano-Anollés 420 ma élő élőlény fehérjéinek adatbázisát nézte át, mindannyiukban közös struktúrákat keresve. A talált szerkezeteknek csupán 5-10 százaléka volt közös, ami azt jelenti, hogy eléggé megőrződtek ahhoz, hogy a LUCA-ban alakulhattak ki. A kutató megvizsgálta a fehérjék funkcióit, és megállapította, hogy LUCA-nak a tápanyagok lebontására és az energia kinyerésére alkalmas enzimjei voltak. Volt ezenkívül valamilyen fehérjekészítő felszerelése, de hiányoztak belőle a DNS-molekulák készítéséhez és leolvasásához szükséges enzimek.
Ez összhangban áll Wolfgang Nitschke, a marseille-i Mediterrán Mikrobiológiai Intézet kutatójának eddig még nem publikált munkájával. Nitschke az anyagcseréhez nélkülözhetetlen enzimek történetét rekonstruálta, és úgy találta, hogy LUCA nitrátot és szenet is használhatott energiaforrásként.
LUCA-nak csak egyszerű, úgynevezett izoprenoid membránjai lehettek, és valószínűleg sejtszervecskéi is voltak.
A jelek szerint a pontos fehérjeszintézis csak jóval LUCA után jelent meg. "LUCA ügyetlen lény volt, amely próbált megoldásokat találni az ősi Földön való életben maradáshoz" - mondja Caetano-Anollés.
A kutató úgy gondolja, hogy az ősi sejteknek meg kellett osztaniuk a génjeiket és a fehérjéiket egymással a boldoguláshoz.
