Den sista gemensamma förfäder till alla levande organismer (LUCA) levde för cirka 4,5 miljarder år sedan, det vill säga det är praktiskt taget samma ålder som planeten. Biologer kom till en så oväntad slutsats och använde datering med metoden "molekylär klocka" … Resultatet presenteras i en vetenskaplig artikel publicerad i tidskriften Nature Ecology & Evolution av en grupp som leddes av Davide Pisani från University of Bristol.
Den traditionella informationskällan om livets utveckling är naturligtvis fossil. Men jorden är en föränderlig planet. Erosion, kontinental rörelse, vulkanisk aktivitet och andra geologiska processer raderar gradvis spår från det förflutna. Information om Archean Eon (4,0-2,5 miljarder år sedan) är extremt fragmentarisk. Dessutom är det ibland helt svårt att förstå om de hittade fossilerna är av biologiskt ursprung.
Men fossilregistret är inte den enda informationskällan om livets utveckling. Levande organismernas evolutionära träd kan byggas inte bara på deras anatomi utan också genom att tolka DNA-koden. Likheterna och skillnaderna i genomet indikerar hur nära besläktade vissa grupper av levande varelser är, och gör det möjligt att fastställa vem som härstammar från vem. Detta görs på ungefär samma sätt som vid analys av fossiler. Endast om paleontologer har till sitt förfogande ett begränsat antal externa egenskaper som de kan jämföra med varandra, är genetik i en bättre position: var och en av de många tusentals generna kan faktiskt betraktas som ett separat drag.
Genetiska metoder gör det möjligt att producera och datera evolutionära händelser. Det är baserat på molekylär klockmetoden. Kärnan är enkel i allmänna termer: det tros att mutationer ackumuleras i samma genomsnittliga hastighet (även om det i vissa fall är värt att överväga betydande ändringar av denna regel). Därför kan man, enligt antalet mutationer som skiljer två evolutionära grenar, bedöma hur länge sedan de divergerade.
Sammantaget överensstämmer resultaten med två metoder (genomisk och paleontologisk) med varandra. Detta bevisar än en gång att vetenskapen i allmänna termer korrekt representerar livets historia på jorden. I de fall där fossilregistret är dåligt (som till exempel i den arkeiska eran) kan genomiska metoder kompensera för bristen på kunskap.
Pisanis grupp beräknade mutationsgraden på nytt och byggde ett evolutionärt livsträd, som främst förlitade sig på genomiska tekniker, men också med daterad fossil. Resultaten är imponerande.
Kampanjvideo:
Kom ihåg att de äldsta fossila spåren i livet är 3,95 miljarder år gamla. Detta betyder dock inte att resultaten från författarna till det nya verket motsäger de paleontologiska uppgifterna.
Faktum är att nästan alla fossiler av vilken epok som helst begravs i sedimentära bergarter. De äldsta spåren av liv hänvisar faktiskt till de äldsta överlevande sedimentära stenarna på jorden. Det vill säga, livet kunde ha existerat mycket tidigare, men det fanns inga geologiska förhållanden för dess spår för att nå vår tid.
Flera andra viktiga evolutionshändelser har också omdaterats. Så, enligt författarnas beräkningar skilde bakterier och archaea inte tidigare än 3,4 miljarder år sedan. Eukaryoter (som särskilt inkluderar alla flercelliga) dök upp för cirka 1,84 miljarder år sedan. Den sista gemensamma förfäder till alla mitokondrier (minns att dessa cellulära organeller, enligt allmänt accepterade idéer, tidigare var separata organismer) levde för 2.053-1,21 miljarder år sedan.
De mest sensationella resultaten avser naturligtvis LUCA: s livstid. De menar att livet faktiskt är samma ålder som Jorden, för att planeten bildades slutade för cirka 4,5 miljarder år sedan. Strax efter det slog Theia, varefter planeten inte hade en solid yta alls, vilket representerade ett kontinuerligt hav av eldandande lava.
Således tog bildandet av levande saker från primärt organiskt material tiotals, minst två eller tre hundra miljoner år. Om resultaten från Pisani och kollegor bekräftas, måste experter besvara frågan om hur processen med att födas i livet så snabbt skulle kunna slutföras.
Sannolikheten för ett fel kan emellertid inte uteslutas ännu. Vi har redan nämnt att det finns viktiga subtiliteter i molekylär klockmetoden. Så har forskare bevisat att det i livets historia har funnits epoker när mutationer inträffade mycket oftare än i genomsnitt. Dessutom är vissa delar av genomet mer mottagliga för förändring än andra. Vissa organismer har dessutom ett mutationsstyrningssystem: en gång under ogynnsamma förhållanden påskyndar de medvetet mutagenes "i hopp" att få en ny egenskap som gör att de kan anpassa sig till en ny miljö. Således utvecklar till exempel bakterier antibiotikaresistens.
Naturligtvis tar biologer med hjälp av molekylär klockmetoden hänsyn till alla dessa nyanser. Men ingen kan garantera att det fortfarande inte finns någon faktor som snedvrider dejtingresultaten. Experimenterare gör idag en överraskning efter den andra, och de molekylära grunden för livet är ständigt mer komplexa än vi trodde.
Anatoly Glyantsev
