Последният общ прародител на всички живи организми (LUCA) е живял преди около 4,5 милиарда години, тоест на практика е на същата възраст като планетата. Биолозите стигнаха до такъв неочакван извод, прилагайки запознанства по метода на "молекулярния часовник" … Резултатът е представен в научна статия, публикувана в списанието Nature Ecology & Evolution от група, ръководена от Дейвид Писани от университета в Бристол.
Традиционният източник на информация за еволюцията на живота, разбира се, е вкаменелости. Но Земята е променяща се планета. Ерозия, континентално движение, вулканична активност и други геоложки процеси постепенно заличават следи от миналото. Информацията за Archean Eon (преди 4.0-2.5 милиарда години) е изключително фрагментарна. Освен това понякога е напълно трудно да се разбере дали намерените вкаменелости имат биологичен произход.
Записът на изкопаемите обаче не е единственият източник на информация за развитието на живота. Еволюционното дърво на живите организми може да бъде изградено въз основа не само на тяхната анатомия, но и чрез интерпретация на ДНК кода. Приликите и разликите в генома показват доколко са тясно свързани определени групи живи същества и позволяват да се установи кой произхожда от кого. Това се прави по почти същия начин, както при анализа на вкаменелостите. Само ако палеонтолозите разполагат с ограничен брой външни белези, които могат да сравняват помежду си, тогава генетиката е в по-добро положение: всеки от многото хиляди гени всъщност може да се счита за отделна черта.
Генетичните методи позволяват създаването и датирането на еволюционните събития. Той се основава на метода на молекулния часовник. Същността му е проста в общи линии: смята се, че мутациите се натрупват със същата средна скорост (въпреки че в някои случаи си струва да се обмислят значителни изменения на това правило). Следователно, по броя на мутациите, които отличават два еволюционни клона, може да се прецени колко отдавна са се разминавали.
Като цяло резултатите, получени по два метода (геномни и палеонтологични), са в добро съгласие помежду си. Това още веднъж доказва, че науката в общи линии правилно представя историята на живота на Земята. В случаите, когато вкаменелостите са лоши (както например в археологическата ера), геномните методи могат да компенсират липсата на познания.
Групата на Писани преизчисли скоростта на мутацията и изгради еволюционно дърво на живота, разчитайки предимно на геномни методи, но също така използвайки датирани вкаменелости. Резултатите са впечатляващи.
Промоционално видео:
Припомнете си, че най-старите изкопаеми следи от живота са на възраст 3,95 милиарда години. Това обаче не означава, че резултатите на авторите на новата работа противоречат на палеонтологичните данни.
Факт е, че почти всички фосили от всяка епоха са погребани в утаени скали. Най-старите следи от живота, съответно, всъщност се отнасят до най-старите оцелели утаени скали на Земята. Тоест животът можеше да съществува много по-рано, но нямаше геоложки условия следите му да достигнат до нашето време.
Няколко други ключови еволюционни събития също са пренасочени. И така, бактериите и археите, според изчисленията на авторите, са се разделили не по-рано от 3,4 милиарда години. Еукариотите (които включват по-специално всички многоклетъчни) се появяват преди около 1,84 милиарда години. Последният общ прародител на всички митохондрии (припомнете си, че тези клетъчни органели, според общоприетите понятия, преди това са били отделни организми), са живели преди 2.053-1.21 милиарда години.
Най-сензационните резултати, разбира се, са свързани с живота на LUCA. Те означават, че животът всъщност е същата възраст като Земята, защото формирането на планетата е приключило преди около 4,5 милиарда години. Скоро след това Тея се удари, след което планетата изобщо нямаше твърда повърхност, представляваща непрекъснат океан от огън дишаща лава.
Така образуването на живи същества от първичната органична материя отне десетки, най-малко две-триста милиона години. Ако резултатите от Писани и колегите му се потвърдят, експертите ще трябва да отговорят на въпроса как процесът на раждането на живота може да приключи толкова бързо.
Вероятността за грешка все още не е изключена. Вече споменахме, че в метода на молекулния часовник има важни тънкости. Така учените са доказали, че в историята на живота е имало епохи, когато мутациите са се случвали много по-често, отколкото средно. В допълнение, някои части на генома са по-податливи на промяна от други. Освен това някои организми имат система за контрол на мутациите: веднъж в неблагоприятни условия, целенасочено ускоряват мутагенезата, „с надеждата“да получат ново свойство, което им позволява да се адаптират към нова среда. Така например бактериите развиват антибиотична резистентност.
Разбира се, биолозите, използвайки метода на молекулния часовник, вземат предвид всички тези нюанси. Но никой не може да гарантира, че все още няма фактор, който да изкриви резултатите от запознанствата. В днешно време експериментаторите правят една изненада след друга, а молекулярните основи на живота непрекъснато са по-сложни, отколкото си представяхме.
Анатолий Глянцев
