Ieškote senovinių fosilijų? Pasikasykite. Daugelis mūsų ląstelių genų išsivystė prieš milijardus metų, o keletą galima atsekti iki bendro visos gyvybės protėvio. 355 genus identifikavęs tyrimas suteikė kol kas geriausias žinias apie bendrą mūsų protėvį ir jo gyvenimą.
„Buvome labai nustebę, kad radome jų tiek daug“, – sako tyrimui vadovavęs Williamas Martinas iš Diuseldorfo universiteto Vokietijoje. Atradimas remia prielaidą, kad paskutinysis universalus bendras protėvis (angl. Last Universal Common Ancestor – LUCA) tūnojo hidroterminėse versmėse, kur iš jūros dugno veržėsi karštas vanduo, prisotintas vandeniliu, anglies dvideginiu ir mineralais.
„Tai puikiai atitinka hidroterminių versmių teoriją“, – sako W.Martinas. Jis apibūdina LUCA kaip pusiau gyvą, kadangi daugumą savo egzistavimui būtinų cheminių medžiagų gaudavo iš versmėse vykstančių abiotinių reakcijų.
LUCA atsirado prieš ~3,8 milijardo metų ir davė pradžią dviem rūšims paprastų ląstelių: bakterijų ir archėjų. Ankstesniais tyrimais, kuriais ieškota genų, bendrų praktiškai visoms dabar gyvenančioms ląstelėms, rasta apie 100 genų, kuriuos turėjo ir LUCA.
Tai rodo, ką bendro turėjo LUCA su dabartinėmis ląstelėmis, bet iš tiesų norime sužinoti, kuo jos skyrėsi, pažymėjo W.Martinas. Taigi jo grupė išanalizavo 1800 bakterijų 130 archėjų genomus, ieškodama genų, kurie buvo seniausi, nors nebūtinai bendri.
Tarp 355 rastų yra ir bendrų genų, tarkime, keletas, susijusių su genetinio kodo skaitymu. Bet kiti genai liudija visiškai kitokį gyvenimo būdą.
Praktiškai visos gyvos ląstelės pumpuoja jonus per membraną, taip kurdamos elektrocheminį gradientą, kurį paskui panaudoja, gamindamos energijos molekules – ATP. W.Martino rezultatai rodo, kad LUCA tokio gradiento kurti negalėjo, tačiau ATP gamybai galėjo naudoti jau esantį.
Tai puikiai atitinka idėją, kad pirmoji gyvybė energiją gaudavo iš natūralaus gradiento, atsirandančio tarp versmės ir jūros vandens, tad niekur trauktis nuo versmių negalėjo. Tik vėliau išsivystė gebėjimas kurti gradientus, leidęs gyvybei atsitraukti nuo versmių bent du kartus – vieną kartą radosi pirmieji archėjai, kitą – bakterijos.
Sukamos durys
LUCA turėjo geną, koduojantį „sukamų durų“ baltymą, galintį perkelti vandenilio ir natrio jonus per šį gradientą. Ankstesni W.Martino ir Nicko Lane'o iš Londono universiteto koledžo tyrimai parodė, kad toks baltymas būtų buvęs būtinas natūralaus versmių gradiento išnaudojimui.
W.Martinas nerado vieno dalyko – genų, susijusio su aminorūgščių, statybinių baltymų blokų, gamyba. Gali būti, kad LUCA priklausė nuo spontaniškai sukuriamų aminorūgščių versmėse, sako jis.
Peteris Gogartenas iš Konektikuto universiteto Storse, tyrinėjantis ankstyvąją gyvybės evoliuciją, mano, kad W.Martino atradimai tvirti. „Labai tikėtina, kad daugelį identifikuotų genų turėjo ir LUCA“, – sako jis.
Tačiau sunku atskirti išties senus genus ir tuos genus, kurie tik atrodo senoviniai dėl to, kad bakterijos ir archėjai jais apsimainė. W.Martino komanda šiuos apkeistuosius genus atmetė ir galėjo nepastebėti kai kurių genų, kuriuos LUCA turėjo, galbūt ir susijusių su aminorūgščių sinteze.
Yra daug konkuruojančių pirmosios gyvybės atsiradimo teorijų, bet hidroterminių versmių teorija lyderiavo netgi iki naujų atradimų, kadangi ji pateikia detalų scenarijų, paaiškinantį daugelį esminių gyvybės bruožų.
Tačiau, kad ir kokia tikėtina ji atrodo, niekada nebus įmanoma įrodyti, kad ji teisinga, sako W.Martinas.
Pagal „New Scientist“ inf. parengė Input.lt.
