Ще зовсім недавно більшість учених вважала, що останній спільний предок усього життя на Землі — загадковий LUCA (Last Universal Common Ancestor) — жив приблизно 4 мільярди років тому. Тепер міжнародна команда дослідників дійшла висновку, що цей предок може бути на 200 мільйонів років старішим, а його історія сягає майже самого початку існування нашої планети.
Результати дослідження, опублікованого у журналі Nature Ecology & Evolution у 2024 році, свідчать: LUCA міг існувати 4,2 мільярда років тому, коли Землі було лише близько 400 мільйонів років.
Пошук найдавнішого предка
Щоб визначити вік LUCA, вчені не могли скористатися викопними рештками — таких давніх слідів життя майже не збереглося. Замість цього вони порівняли гени сучасних організмів: бактерій, архей, рослин, тварин і грибів. Дослідники підрахували, скільки мутацій накопичилося в генах після того, як різні види розійшлися від спільного предка. Використовуючи складні еволюційні моделі, команда змогла відновити приблизний час існування LUCA.
«Еволюційна історія генів ускладнюється тим, що вони можуть передаватися між різними лініями організмів. Тому нам доводиться використовувати складні моделі, щоб узгодити історію генів із родоводом видів», — пояснив керівник дослідження Едмунд Муді з Брістольського університету.
LUCA жив у пекельному світі
Якщо нові оцінки правильні, LUCA з’явився в епоху, яку геологи називають хадейським еоном — періодом, коли Земля була зовсім не схожа на сучасну планету.
Тоді поверхню постійно бомбардували астероїди, океани лише формувалися, а вулканічна активність була надзвичайно потужною. Здавалося б, це не найкраще місце для життя. Проте саме в таких умовах, імовірно, вже існували перші мікробні спільноти.
Яким був LUCA?
Вчені спробували не лише визначити вік LUCA, а й зрозуміти, яким він був. Аналіз фізіологічних рис сучасних організмів показав, що LUCA, найімовірніше, був простим прокаріотичним мікроорганізмом, схожим на бактерію.
Найцікавіше відкриття полягає в тому, що він, імовірно, вже мав примітивну імунну систему. Це означає, що навіть 4,2 мільярда років тому мікроорганізми могли боротися з вірусами. Іншими словами, еволюційна «гонка озброєнь» між клітинами та вірусами почалася майже від самого зародження життя.
Не самотній мікроб
Дослідники також вважають, що LUCA не жив ізольовано. Його продукти обміну речовин могли слугувати їжею для інших мікробів, зокрема для метаногенів — організмів, які виробляють метан.
«Відходи LUCA, ймовірно, були їжею для інших мікроорганізмів, що допомагало створювати примітивну систему переробки речовин», — зазначив співавтор дослідження Тім Лентон з Університету Ексетера.
Це натякає на те, що перші екосистеми могли виникнути дуже рано в історії Землі.
Що це означає для науки
LUCA не є першою живою істотою на планеті. Він — лише останній предок, від якого походять усі сучасні організми. До нього, ймовірно, існували інші форми життя, які не залишили нащадків або були витіснені еволюцією. Нове дослідження відсуває початок еволюційної історії значно ближче до моменту формування Землі. Це означає, що життя могло з’явитися набагато швидше, ніж вважалося раніше.
Попереду ще багато запитань. Як саме нежива хімія перетворилася на перші клітини? Якими були організми, що передували LUCA? І чи може життя виникати так само швидко на інших планетах?
Поки що відповіді немає. Але кожен новий крок у вивченні LUCA наближає нас до розуміння найдавнішої історії — історії того, як на Землі з’явилося життя і як від одного крихітного мікроба зрештою виникли люди, дерева, гриби, кити та мільйони інших форм життя.