Zadnji skupni prednik vseh živih organizmov (LUCA) je živel pred približno 4,5 milijarde let, torej je praktično iste starosti kot planet. Biologi so prišli do tako nepričakovanega zaključka in uporabili zmenke po metodi "molekularne ure" … Rezultat je v znanstvenem članku, objavljenem v reviji Nature Ecology & Evolution, objavila skupina, ki jo je vodil Davide Pisani z univerze v Bristolu.
Tradicionalni vir informacij o evoluciji življenja so seveda fosili. Toda Zemlja je planet, ki se spreminja. Erozija, celinsko gibanje, vulkanska aktivnost in drugi geološki procesi postopoma brišejo sledi preteklosti. Podatki o arhejskem Eonu (pred 4,0–2,5 milijarde let) so izjemno drobni. Poleg tega je včasih povsem težko razumeti, ali so najdeni fosili biološkega izvora.
Vendar fosilni zapis ni edini vir informacij o razvoju življenja. Evolucijsko drevo živih organizmov je mogoče zgraditi ne samo na njihovi anatomiji, ampak tudi z razlago kode DNK. Podobnosti in razlike v genomu kažejo na to, kako tesno so povezane nekatere skupine živih bitij in omogočajo ugotovitev, kdo iz koga izvira. To se naredi skoraj na enak način kot pri analizi fosilov. Le če imajo paleontologi na razpolago omejeno število zunanjih lastnosti, ki jih lahko med seboj primerjajo, je genetika v boljšem položaju: vsak od več tisoč genov lahko v resnici velja za ločeno lastnost.
Genetske metode omogočajo izdelavo in datiranje evolucijskih dogodkov. Temelji na metodi molekularne ure. Njeno bistvo je na splošno preprosto: verjame se, da se mutacije kopičijo z enako povprečno hitrostjo (čeprav je v nekaterih primerih vredno razmisliti o pomembnih spremembah tega pravila). Zato lahko po številu mutacij, ki ločujejo dve evolucijski veji, sodimo, kako dolgo sta se razšla.
Na splošno se rezultati, dobljeni z dvema metodama (genomski in paleontološki), med seboj dobro ujemajo. To še enkrat dokazuje, da znanost na splošno pravilno predstavlja zgodovino življenja na Zemlji. V primerih, ko je fosilna evidenca slaba (kot na primer v arhejski dobi), genomske metode lahko nadomestijo pomanjkanje znanja.
Pisanijeva skupina je ponovno izračunala stopnjo mutacije in zgradila evolucijsko drevo življenja, pri čemer se je oprla predvsem na genomske tehnike, pa tudi z uporabo datiranih fosilov. Rezultati so impresivni.
Promocijski video:
Spomnimo, da so najstarejše sledi fosilov življenja stare 3,95 milijarde let. Vendar to ne pomeni, da rezultati avtorjev novega dela nasprotujejo paleontološkim podatkom.
Dejstvo je, da so skoraj vsi fosili katere koli epohe zakopani v sedimentnih kamninah. Najstarejše sledi življenja se dejansko nanašajo na najstarejše preživele sedimentne kamnine na Zemlji. Se pravi, življenje bi lahko obstajalo že veliko prej, vendar geoloških pogojev, da bi njegove sledi dosegle naš čas, ni bilo.
Prenovljeno je bilo tudi več drugih ključnih evolucijskih dogodkov. Torej so se bakterije in arheje po izračunih avtorjev ločile ne prej kot 3,4 milijarde let. Evkarioti (ki vključujejo zlasti vse večcelične) so se pojavili pred približno 1,84 milijarde let. Zadnji skupni prednik vseh mitohondrij (spomnimo se, da so bili ti celični organeli po splošno sprejetih konceptih prej ločeni organizmi) živel pred 2.053-1.21 milijardami let.
Najbolj senzacionalni rezultati se seveda nanašajo na življenjsko dobo LUCA. Pomenijo, da je življenje pravzaprav enako starosti kot Zemlje, ker se je oblikovanje planeta končalo pred približno 4,5 milijarde let. Kmalu za tem se je udarila Theia, po kateri planet sploh ni imel trdne površine, ki je predstavljala neprekinjen ocean ognjene dišeče lave.
Tako je oblikovanje živih bitij iz primarne organske snovi trajalo desetine, vsaj dvesto ali tristo milijonov let. Če bodo rezultati Pisani in sodelavcev potrjeni, bodo morali strokovnjaki odgovoriti na vprašanje, kako bi lahko proces rojstva življenja tako hitro zaključil.
Verjetnosti napake pa še ni mogoče izključiti. Omenili smo že, da so v metodi molekularne ure pomembne posebnosti. Znanstveniki so torej dokazali, da je v zgodovini življenja prihajalo do obdobij mutacij veliko pogosteje kot v povprečju. Poleg tega so nekateri deli genoma dovzetnejši za spremembe kot drugi. Poleg tega imajo nekateri organizmi sistem za nadzor mutacije: enkrat v neugodnih razmerah namenoma pospešijo mutagenezo, "v upanju", da bodo pridobili novo lastnost, ki jim omogoča, da se prilagodijo novemu okolju. Tako na primer bakterije razvijejo odpornost na antibiotike.
Seveda biologi z metodo molekularne ure upoštevajo vse te nianse. Toda nihče ne more zagotoviti, da še vedno ni nobenega dejavnika, ki bi izkrivljal rezultate zmenkov. Dandanes eksperimentatorji naredijo eno za drugim presenečenje in molekularni temelji življenja so nenehno bolj zapleteni, kot smo si predstavljali.
Anatoly Glyantsev