Posljednji zajednički predak svih živih organizama (LUCA) živio je prije otprilike 4,5 milijardi godina, tj. Gotovo je iste dobi kao i planet. Biolozi su došli do tako neočekivanog zaključka, primjenjujući datiranje metodom "molekularnog sata" … Rezultat je predstavljen u znanstvenom članku objavljenom u časopisu Nature Ecology & Evolution od strane skupine koju je vodio Davide Pisani sa Sveučilišta u Bristolu.
Tradicionalni izvor informacija o evoluciji života su, naravno, fosili. Ali Zemlja je planet koji se mijenja. Erozija, kontinentalno kretanje, vulkanska aktivnost i ostali geološki procesi postupno brišu tragove prošlosti. Podaci o Archean Eonu (prije 4,0-2,5 milijardi godina) izuzetno su fragmentarni. Osim toga, ponekad je potpuno teško shvatiti jesu li pronađeni fosili biološkog podrijetla.
Međutim, fosilni zapisi nisu jedini izvor informacija o razvoju života. Evolucijsko stablo živih organizama može se izgraditi ne samo na njihovoj anatomiji, već i interpretacijom DNK koda. Sličnosti i razlike u genomu ukazuju na to koliko su određene skupine živih bića usko povezane i omogućuju utvrđivanje tko je od koga potjecao. To se radi na gotovo isti način kao i s analizom fosila. Samo ako paleontolozi imaju na raspolaganju ograničen broj vanjskih osobina koje mogu međusobno uspoređivati, tada je genetika u boljem položaju: svaki od više tisuća gena može se zapravo smatrati zasebnom osobinom.
Genetske metode omogućuju stvaranje i datiranje evolucijskih događaja. Temelji se na metodi molekularnog sata. Njegova je suština jednostavna općenito: vjeruje se da se mutacije nakupljaju istom prosječnom brzinom (iako je u nekim slučajevima vrijedno razmotriti značajne izmjene i dopune ovog pravila). Stoga se po broju mutacija koje razlikuju dvije evolucijske grane može prosuđivati koliko su se davno razišli.
U cjelini, rezultati dobiveni dvjema metodama (genomskom i paleontološkom) međusobno se dobro slažu. Ovo još jednom dokazuje da znanost općenito ispravno predstavlja povijest života na Zemlji. U onim slučajevima kad su fosilni podaci loši (kao što je to, na primjer, u arhejsko doba), genomske metode mogu nadoknaditi nedostatak znanja.
Pisanijeva skupina ponovno je izračunala brzinu mutacije i izgradila evolucijsko stablo života, oslanjajući se prvenstveno na genomske tehnike, ali i koristeći datirane fosile. Rezultati su impresivni.
Promotivni video:
Podsjetimo da su najstariji fosilni tragovi života stari 3,95 milijardi godina. Međutim, to ne znači da su rezultati autora novog rada u suprotnosti s paleontološkim podacima.
Činjenica je da su gotovo svi fosili bilo koje epohe pokopani u sedimentnim stijenama. Najstariji tragovi života, zapravo, odnose se na najstarije preživjele sedimentne stijene na Zemlji. Odnosno, život je mogao postojati i mnogo ranije, ali nije bilo geoloških uvjeta da njegovi tragovi dođu do našeg vremena.
Ponovno je dato nekoliko drugih ključnih evolucijskih događaja. Dakle, bakterije i arheje, prema proračunima autora, razdvojili su se prije 3,4 milijarde godina. Eukarioti (koji uključuju, posebno, sve višećelijske) pojavili su se prije otprilike 1,84 milijarde godina. Posljednji zajednički predak svih mitohondrija (podsjetimo se da su ti stanični organeli, prema općeprihvaćenim idejama, prije bili odvojeni organizmi), živio prije 2.053-1.21 milijardi godina.
Naj senzacionalniji rezultati se, naravno, odnose na vijek trajanja LUCA. Znače da je život zapravo iste dobi kao i Zemlja, jer je formiranje planete završilo prije oko 4,5 milijardi godina. Ubrzo nakon toga pogodila je Theia, nakon čega planet uopće nije imao čvrstu površinu, predstavljajući kontinuirani ocean lave koji diše vatrom.
Tako je oblikovanje živih bića iz primarne organske materije trajalo desetke, najmanje dvjesto ili tristo milijuna godina. Ako se rezultati Pisanija i njegovih kolega potvrde, stručnjaci će morati odgovoriti na pitanje kako se proces rođenja života mogao tako brzo okončati.
No vjerojatnost pogreške još se ne može isključiti. Već smo spomenuli da u metodi molekularnog sata postoje važne suptilnosti. Znači, znanstvenici su dokazali da je u povijesti života bilo razdoblja kada su se mutacije događale mnogo češće nego u prosjeku. Pored toga, neki su dijelovi genoma osjetljiviji na promjene od drugih. Nadalje, neki organizmi imaju sustav za kontrolu mutacije: jednom u nepovoljnim uvjetima, oni namjerno ubrzavaju mutagenezu "u nadi" da će dobiti novo svojstvo koje će im omogućiti da se prilagode na novo okruženje. Tako, na primjer, bakterije razvijaju otpornost na antibiotike.
Naravno, biolozi, koristeći metodu molekularnog sata, uzimaju u obzir sve ove nijanse. Ali nitko ne može jamčiti da još uvijek ne postoji faktor koji bi iskrivio rezultate datiranja. Danas eksperimentalni stručnjaci prave jedno iznenađenje za drugim, a molekularni temelji života neprestano su složeniji nego što smo zamislili.
Anatoly Glyantsev