Общий предок всего живого на Земле появился 4,2 млрд лет назад
Вся жизнь на Земле может происходить от одного общего предка, который появился гораздо раньше, чем думали ученые, пишет Nature Ecology & Evolution. По новым оценкам, «последний универсальный общий предок» (LUCA) жил около 4,2 млрд лет назад — всего через 400 млн лет после формирования нашей планеты.
LUCA (last universal common ancestor) — это гипотетическая древнейшая популяция организмов, от которой происходит всё живое: от бактерий и архей до людей. Раньше считалось, что этот предок появился примерно 4 млрд лет назад, то есть через 600 млн лет после рождения Земли, но новая работа сдвигает дату еще глубже в прошлое.
Чтобы оценить возраст LUCA, ученые сравнили гены современных видов и подсчитали количество мутаций, накопившихся с момента их расхождения с общим предком. Используя «молекулярные часы» — генетический аналог формулы «расстояние = скорость × время» — команда пришла к выводу, что LUCA жил около 4,2 млрд лет назад, в разгар суровой эпохи катархея (позднего хаадея), когда Земля была горячей, нестабильной и почти без кислорода.
По реконструкции авторов, LUCA был простым прокариотоподобным организмом, но уже не совсем «примитивным комком слизи». Он, вероятно, использовал углекислый газ и водород как источник энергии, выделяя ацетат, который мог служить пищей другим микробам и запускать формирование первых экосистем.
Еще один неожиданный вывод — у LUCA могла быть ранняя иммунная система: даже 4,2 млрд лет назад наши древнейшие предки, по словам Эдмунда Муди, уже «боролись с вирусами». Это значит, что к тому моменту вокруг существовало достаточно разнообразная микробная среда с патогенами и «охотой» за ресурсами, а жизнь не только появилась, но и успела усложниться.
Авторы подчеркивают, что речь идет не об одной отдельной «клетке‑прародительнице», а о целой популяции организмов, чьи потомки дали начало всем основным ветвям древа жизни. Новые оценки возраста LUCA могут изменить представления о том, насколько быстро после формирования планеты могли возникнуть стабильные условия для жизни.
Что меняет новая дата LUCA
- Жизнь возникла раньше, чем мы привыкли думать
Смещение возраста LUCA с 4,0 до 4,2 млрд лет означает, что жизнь могла появиться уже через ~400 млн лет после рождения Земли, в период, когда планета считалась почти полностью «адской». Это поддерживает идею, что как только условия чуть стабилизируются (остывает кора, появляется вода), жизнь возникает довольно быстро. - LUCA — не «первая искра», а уже результат эволюции
Ученые подчеркивают: LUCA — не момент зарождения жизни, а общий предок всего современного многообразия, который сам, вероятно, появился после нескольких более древних этапов. Если LUCA жил 4,2 млрд лет назад и уже имел иммунную систему и сложный метаболизм, то реальные корни жизни уходят еще глубже — туда, где пока нет ни пород, ни прямых свидетельств. - Как работали «молекулярные часы»
Команда Муди сравнила геномы множества современных организмов, отслеживая, как часто и с какой «скоростью» меняются определенные гены во времени. Для калибровки они использовали пары видов, для которых возраст расхождения известен по ископаемым, и по этим «опорным точкам» пересчитали, когда их линии отделились от LUCA. - Как мог выглядеть мир LUCA
Эпоха, в которую жил LUCA, — это мир с высокой вулканической активностью, горячими океанами, частыми ударами метеоритов и почти без кислорода в атмосфере. В таких условиях особенно логичной выглядит гипотеза о жизни, связанной с гидротермальными источниками на дне океана, где есть тепло, вода, минералы и химические градиенты, способные «кормить» простые клетки. - Почему это важно не только для биологии, но и для поиска инопланетной жизни
Если жизнь на Земле смогла закрепиться уже через сотни миллионов лет после формирования планеты в экстремальных условиях, это расширяет «окно возможностей» для жизни на других мирах. Чем раньше и легче запускается эволюция, тем выше шансы, что на планетах с похожей историей — от древнего Марса до экзопланет у красных карликов — тоже могли появиться свои «LUCA».
Напомним, астрофизик Нил Тайсон рассказал, что происходит с человеком после смерти.