Нове дослідження пропонує несподіваний сценарій: бактерії та археї могли мати спільну давню генетичну основу, але окремо прийти до стану повністю самодостатніх клітин.
Робота, опублікована в журналі Science Advances, змушує по-новому поглянути на події, які відбувалися понад чотири мільярди років тому.
Учені реконструювали близько 420 метаболічних реакцій і порівняли геноми бактерій та архей. Дослідники звернули увагу на ферменти, які виконують однакові життєво важливі функції.
Виявилося, що частина таких ферментів у двох груп має принципово різне походження. Це може свідчити, що після розходження давніх предків бактерії та археї незалежно формували власні механізми для підтримання життєдіяльності.
Ключовою фігурою в цій історії є LUCA — гіпотетичний останній універсальний спільний предок усіх сучасних клітин. За новою моделлю, він міг мати спільну генетичну систему, але ще не володіти повністю автономним метаболізмом.
Частину необхідних хімічних реакцій могли забезпечувати речовини з навколишнього середовища. Одним із можливих місць такого розвитку вчені вважають гідротермальні системи, де метали та інші хімічні сполуки могли відігравати роль природних каталізаторів.
Згодом бактерії та археї пішли різними шляхами. Кожна лінія поступово виробляла власні ферменти, які замінювали «зовнішню допомогу» і робили клітини дедалі більш самодостатніми.
Старший автор роботи Вільям Мартін сформулював головну ідею дослідження так: «Ми маємо справу з одним походженням генетичного коду, але двома походженнями життя».
- Чи справді життя виникало двічі?
Тут важлива деталь. Дослідники не стверджують, що життя двічі незалежно з’явилося з неживої матерії.
Йдеться про інший сценарій: спочатку могла виникнути спільна генетична система, а вже після цього дві лінії незалежно пройшли складний шлях до повністю автономного клітинного життя.
Якщо ця модель підтвердиться, традиційне уявлення про одного повністю сформованого предка всіх сучасних клітин доведеться переглянути. Спільною для бактерій та архей могла бути радше давня генетична платформа, ніж готовий організм із повноцінним метаболізмом.
- Що це змінює
Поки що йдеться саме про наукову гіпотезу. Події, які намагаються реконструювати дослідники, відбувалися понад чотири мільярди років тому, тому безпосередньо спостерігати їх неможливо. Висновки будуються на порівнянні сучасних геномів, реконструкціях давніх метаболічних шляхів та експериментальних даних.
Якщо подальші дослідження підтвердять запропоновану модель, вона може суттєво змінити відповідь на одне з найскладніших питань науки: як нежива матерія перетворилася на життя і як перші клітини стали самодостатніми.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ:
- Послання незламних: що українські захисники передали майбутнім поколінням?
- Привласнення історії: як російські та радянські археологи грабували Переяслав?
- Невидимий світ підземки: які бактерії та віруси щодня подорожують разом із нами?