Открытие показывает, что жизнь появилась на удивление рано.
Согласно теории эволюции, в определенный период зарождения жизни на Земле у всех живых организмов был общий примитивный предок. Этот организм получил название LUCA (last universal common ancestor) — «последний универсальный общий предок». Именно с него началось первое разделение на группы, произошедшее в результате адаптации к различным условиям существования.
Ученые долгое время задавались вопросом, каким был этот предок и когда он жил. Новое исследование, проведенное специалистами Бристольского университета, приоткрывает завесу тайны. В своей работе они опирались на расшифровку геномов современных живых организмов, поскольку традиционные палеонтологические методы, основанные на ископаемых находках, в данном случае неэффективны.
Возраст нашей планеты составляет немногим более 4,5 миллиарда лет. В молодости Земля сильно отличалась от нынешней: ее атмосфера была токсичной, а кислород в достаточном количестве отсутствовал. Кислород появился в нужной концентрации примерно 3 миллиарда лет назад, однако жизнь возникла еще раньше. Самые древние следы микробов датируются 3,48 миллиарда лет.
Исследователи предполагают, что уже 4,3 миллиарда лет назад условия на Земле стали достаточно стабильными, чтобы жизнь не была уничтожена бурными процессами, характерными для молодой планеты. Однако эрозия, геологические и органические процессы не позволили сохраниться свидетельствам жизни того времени.
В своей работе ученые использовали геномный метод исследования. Накопленные знания позволяют оценить скорость мутаций и с определенной долей вероятности подсчитать их количество. Таким образом авторы «отмотали» время назад, чтобы приблизиться к общему предку всех организмов.
Ведь у всех живых существ есть нечто общее: универсальный генетический код, взаимодействие с белками, практически одинаковый набор из 20 аминокислот и общая механика получения энергии на базовом уровне. Авторам исследования удалось рассчитать, когда началось расхождение видов. Это позволило выяснить, что последний общий предок существовал 4,2 миллиарда лет назад.
Предполагается, что он был похож на современных прокариот. Этот одноклеточный организм не имел ядра, но уже обладал зачатками иммунной системы. Это означает, что уже тогда он участвовал в «гонке вооружений» с вирусами. Продукты метаболизма общего предка, который не использовал для этого кислород, стали средой для развития новых форм жизни.
Если LUCA начал расходиться на подвиды 4,2 миллиарда лет назад, это означает, что жизнь на Земле возникла очень быстро — фактически в первые сотни миллионов лет существования планеты. Это кажется удивительным и дает дополнительную пищу для размышлений при поиске внеземных форм жизни и оценке вероятности ее возникновения на других планетах.