4,2 milliárd éve élt minden mai élőlény őse

Minden olyan lény, amely ma a Földön él, egyetlen közös ősre vezethető vissza, mindegy, hogy emberről, polipról, páfrányról vagy mikrobáról van-e szó. Ez a közös ős angol betűszó alapján a LUCA nevet viseli, és természetesen egy mikroba volt.

Egy újonnan, a Nature Ecology & Evolution folyóiratban magyar kutatók közreműködésével közzétett vizsgálati eredményből megtudhatjuk, milyen környezetben élt, milyen is volt, és mikor élt LUCA. A 700, igen különböző mikroba tulajdonságainak elemzésével végzett kutatást a Science ismertette.

Mit is tudtak meg a kutatók?

Bár a kutatás azt nem árulta el, miként is jött létre a földi élet, azt azonban megtudhattuk belőle, hogy bolygónk keletkezése után néhány százmillió évvel már létezett. Korábban, egy 2016-ban végzett vizsgálatból már kiderült, hogy LUCA anaerob, vagyis oxigénmentes életmódú egysejtű volt.

A friss vizsgálatok azt is megmutatják, hogy a LUCA meglehetősen nagy, mintegy 2600 fehérjét kódoló, és kb. 2,75 millió bázispárból álló (az emberé kb. 3 milliárd) genommal rendelkezett. Energiáját hidrogéngázból (erre már a 2016-os vizsgálat is utalt) és szén-dioxidból nyerte, és még valamiféle kezdetleges immunvédelme is volt a vírusok ellen.

A 2016-os kutatás óta rengeteg új mikroba genomját tárták fel, de emellett az összehasonlító elemzések is sokat fejlődtek, ez tette lehetővé, hogy most megpróbálkozhattak a LUCA létezésének idejét is pontosítani. Ehhez komplex módszereket használtak a mikrobák rokonsága, leszármazása, és génjeik változásai, mutációi segítségével.

Az egyszerűbb módszerekkel korábban számított 3,8 milliárd évnél jóval korábbi, 4,2 milliárd éves adatot kaptak. Hasonló módszerek vezettek ahhoz is, hogy kiderítsék, milyen génekkel rendelkezett nagy valószínűség szerint a LUCA, és ezek alapján lehetett a tulajdonságaira is következtetni.

Forró víz, ultraibolya sugarakkal

Például – szintén a 2016-os eredményekhez hasonlóan – most is találtak arra utaló jelet, pontosabban egy enzimet, hogy a mikroba a forró vizes források környezetében élhetett. Olyan génnel is rendelkezett ugyanakkor, ami az ultraibolya sugárzástól védte, ami viszont arra utal, hogy nem a tengerek mélyén, hanem talán felszíni vizekben lakott. (Vannak olyan elméletek egyébként, amelyek szerint az élet nem a mélytengeri forró vizes kürtőknél, hanem felszíni hidrotermális forrásoknál alakult ki, olyasmire gondoljunk, mint a Yellowstone tavai.) Ennek köszönhetően a LUCA a légkörben lévő szén-dioxidot és hidrogént is képes lehetett használni.

LUCA immunvédelmét a ma génszerkesztésben használt CRISPR-Cas9 jelentette. Ezt a mai baktériumok is arra használják, hogy a támadó vírusok génjeit felszabdalják.

Ez azt is jelenti, hogy a LUCA életközössége egy sokszínű, mikrobákból álló ökoszisztéma volt. A kutatók szerint valószínűsíthető, hogy más élőlények anyagcseréjére is támaszkodott a saját anyagcseréje során.