Навигация по сайтуНавигация по сайту

ДНК-анализ: Прародитель всего живого на Земле был лишь наполовину живым

29 июля 2016г. в 12:36 | Медицинские новости

Вопрос о том, как же все-таки возникла жизнь на Земле, остается одной из главных загадок для современной науки. Хотя большинство ученых уверены, что все формы жизни развились от одного примитивного микроорганизма, их общего предка, детали остаются неясными. Каков был геном этого существа? Где оно обитало? Исследование, недавно опубликованное в журнале Nature Microbiology, проливает свет на этот древний организм и на среду его обитания.

Хотели бы познакомиться с вашими предками? Можете почесаться. Многие гены, входящие в состав наших клеток, сформировались миллионы лет назад, и некоторые из них можно проследить до последнего общего предка всего живого.

Благодаря исследованию, определившему 355 генов, вероятно, присущих этому предку, мы как никогда близки к разгадке того, как он выглядел и где жил.

Уильям Мартин из Дюссельдорфского университета, Германия, который возглавил исследовательскую работу, делится: «Мы были шокированы тем, как много генов удалось обнаружить». Полученные данные позволяют предположить, что Лука (LUCA), или Последний универсальный общий предок, проживал в гидротермальных источниках, вода в которых была богата водородом, углекислым газом и минералами.

Вы спросите себя – а какое мне, собственно, дело до этого Луки? Дело в том, что, технически, Лука был вашим пра-пра-пра-….-дедушкой – Last Universal Common Ancestor. А старших надо уважать.

 «Это полностью соответствует теории гидротермального источника», – говорит Мартин. Он описывает Луку как существо полуживое, так как для того, чтобы вырабатывать многие из необходимых ему минералов, ему приходилось зависеть от абиотических реакций в источнике.

Лука появился около 3.8 миллиардов лет назад. От него произошли 2 вида простых клеток: бактерии и археи (обратите внимание на диаграмму внизу). Предыдущим исследованиям удалось определить почти 100 генов, практически со стопроцентной вероятностью присущих Луке – для этого понадобилось отыскать гены, имеющиеся почти во всех клетках, которые мы можем сегодня наблюдать.

Мы приближаемся к тому, чтобы понять, каков был и где обитал Последний универсальный общий предок всего живого на Земле. 

 

Мечты разработать по-настоящему универсальное эволюционное древо, по которому можно будет отследить происхождение всех современных клеток от Луки, разбиваются о ряд технических проблем. Первая состоит в том, что не известно само число биологических родов, отделившихся друг от друга со времен возникновения жизни на Земле. Кроме того, бактерии способны обмениваться генами друг с другом, что усложняет задачу узнать, каким образом они передавались.

Это позволяет нам узнать, что общего было у Луки с современными клетками, но, по словам Мартина, куда важнее, чем он от них отличался. Поэтому группа ученых под его началом проанализировала геном 1800 бактерий и 130 архей, чтобы найти самые древние, но не обязательно общие для всех, гены.

Среди 355 генов, которые они обнаружили, были и универсальные – необходимые для чтения генетического кода. Но остальные из них указывают на вполне определенный образ жизни.

Почти все живые клетки обладают следующим свойством: они проталкивают ионы сквозь мембрану, чтобы создать электрохимический градиент, а затем использовать его для создания богатой энергией молекулы АТФ. Судя по данным, полученным Мартином, Лука не мог производить этот градиент самостоятельно, но мог воспользоваться готовым, чтобы создать АТФ.

Это прекрасно вписывается в идею о том, что первые организмы получали энергию из природного градиента, возникающего между водой из источников и водой морской – и посему были привязаны к первым. Способность создавать градиент появилась позже, что позволило как минимум дважды оторваться от источников – первый случай привел к возникновению архей, а второй – бактерий.

Что Мартину не удалось обнаружить, так это гены, необходимые для синтеза аминокислот, составных элементов протеина. По словам ученого, Лука мог зависеть от аминокислот, находившихся в водной среде термальных источников.

Питер Гогартен из Коннектикутского университета, изучающий эволюцию первых живых организмов, считает подход Мартина здравым. «Большинство обнаруженных генов – хорошие кандидаты на место в геноме Луки», – считает он.

Однако сложно сказать, какие гены по-настоящему древние, а какие только кажутся таковыми из-за того, что присутствуют и у бактерий, и у архей. Команда Мартина не стала учитывать последние, и потому могла пропустить те гены, которые на самом деле были у Луки. А среди них, возможно, находились и ответственные за синтез аминокислот.

Существует немало убедительных гипотез о происхождении жизни на Земле, но теория гидротермальных источников занимала лидирующие позиции и до последних открытий, так как ее детальный сценарий позволяет объяснить немало ключевых аспектов жизни на Земле.

Но насколько правдоподобной она бы ни выглядела, проверить ее правдивость, по словам Мартина, просто невозможно.

 

 

Похожие статьи

Вперед Назад

Комментарии

Комментарии отсутствуют

Выберите себе хорошего специалиста!

Понравилось? Поделитесь с друзьями или разместите у себя: