Od kod izhaja življenje na Zemlji? To vprašanje znanstvenike bega že desetletja. Nova mednarodna študija pa razkriva, da se je zadnji univerzalni skupni prednik (znan kot LUCA – »last universal common ancestor«) na našem planetu morda pojavil še prej, kot smo domnevali doslej. Po zadnjih izsledkih bi se lahko ta davni organizem, ki velja za skupnega vsem današnjim živim bitjem, razvil pred približno 4,2 milijarde let.
Kdo ali kaj je bil LUCA? Da bi razumeli pomen tega odkritja, moramo najprej odgovoriti na to vprašanje. Gre za najzgodnejšega skupnega prednika vseh organizmov, ki danes živijo na Zemlji – od bakterij in rastlin do kitov in človeka. LUCA velja za primitivnega prokarionta, brez pravega celičnega jedra, vendar naj bi presenetljivo že vseboval temelje za odpornost pred zunanjimi grožnjami ter sposobnost prilagajanja na zahtevne okoljske razmere.
Kmalu po nastanku Zemlje
Znanstveniki so pred to študijo domnevali, da se je LUCA razvil pred 3,8 milijarde let. Raziskava, ki jo je vodil paleogenetik Edmund Moody z Univerze v Bristolu, pa prestavlja nastanek tega organizma še za dodatnih 400 milijonov let v preteklost. Novi izračuni torej kažejo, da bi LUCA lahko obstajal že relativno kmalu po nastanku same Zemlje, ki je stara približno 4,5 milijarde let.
Ekipa raziskovalcev je za določanje starosti uporabila filogenetsko analizo. Ta temelji na proučevanju razvoja genov pri različnih danes živečih vrstah. V evoluciji se v genskih zapisih nenehno kopičijo drobne mutacije. Če jih spremljamo skozi čas pri različnih vrstah, lahko izračunamo, kdaj se je njihov skupni prednik odcepil v ločene evolucijske veje. Z drugimi besedami: hitrost genskih sprememb deluje kot nekakšna molekularna ura.
»Življenje« pradavne celice
Čeprav nimamo fosilov, ki bi neposredno dokazovali videz LUCA, so raziskovalci na podlagi skupnih genskih značilnosti sodobnih organizmov oblikovali več hipotez o tem, kakšno je bilo »življenje« te pradavne celice. LUCA naj bi živel v vodnem okolju, verjetno bogatem z različnimi minerali in kovinami, najverjetneje v pogojih izjemno visokih temperatur in tlakov, na primer v bližini hidrotermalnih izvirov na oceanskem dnu.
Eden najbolj zanimivih vidikov nove raziskave je domneva, da je imel ta skupni prednik že nekakšno primitivno obliko imunskega sistema. To nakazuje, da so se tudi tako zgodnje oblike življenja znale braniti pred virusi ali drugimi zunanjimi vdori. Poleg tega je LUCA najbrž sobival z drugimi mikroorganizmi, pri čemer so nekateri izrabili njegove odpadne produkte kot vir hrane. Takšen prvinski ekosistem je bil torej osnova za kasnejše bolj zapletene oblike življenja.
Mešanica molekul in spojin
Kaj to pomeni za razumevanje izvora življenja? S postavitvijo nastanka še bolj daleč v preteklost se odpirajo nova vprašanja o tem, kako hitro in v kakšnih razmerah je življenje lahko vzniknilo iz nežive materije. Teorij je več. Nekatere omenjajo »prvinsko juho« – mešanico molekul in spojin, iz katerih so se v ustreznih pogojih razvili prvi živi organizmi. Drugi znanstveniki poudarjajo pomen hidrotermalnih izvirov, kjer so ekstremni temperaturni in kemični pogoji morda spodbudili prve biološke procese.
Nobena od teorij sicer ni dokončno potrjena, vendar je znano, da je LUCA imel ključno vlogo pri nadaljnji evoluciji.
Skoraj neverjetno je, da prav vsi današnji organizmi v svojem genskem zapisu nosijo oddaljen spomin na tega skupnega prednika.
