Поиски последнего универсального общего предка всех живых организмов
LUCA — последний универсальный общий предок всех живых организмов — жил 4,32–4,52 миллиарда лет назад. К такому выводу пришло исследование биологов из NIOZ Тары Махендрараджа и старшего автора Ани Шпанг с коллегами из университетов Бристоля, Венгрии и Токио. Работа опубликована в Nature Communications.
Внешний вид LUCA неизвестен, но это должна была быть клетка, содержащая, среди прочего, рибосомные белки и АТФ-синтазу. «Эти белки есть у всех бактерий, архей и эукариот, таких как растения и животные», — говорит Шпанг. Используя новый подход молекулярного датирования, исследователи смогли точнее оценить момент, когда LUCA разделился на бактерии и археи, и когда появились эукариоты.
Эта новая датировка праформы всей жизни не сильно отличается от предыдущих оценок. «Даты становятся всё более неопределёнными по мере приближения к корню древа жизни», — поясняет соавтор Том Уильямс из Бристольского университета. Один из реальных сюрпризов этого исследования обнаружился выше по древу жизни. «Археи часто называют древними бактериями», — говорит Шпанг.
«Это предполагало бы, что они происходят от предка, более древнего, чем предок современных бактерий. Но с этим улучшенным методом датировки мы видим, что предки всех нынешних архей жили между 3,37 и 3,95 миллиарда лет назад. Это делает последнего общего предка известных архей моложе, чем предок всех бактерий, который жил между 4,05 и 4,49 миллиарда лет назад. Это говорит о том, что более ранние археи либо вымерли, либо скрываются где-то на Земле, где мы их ещё не нашли».
Последний общий предок эукариот — клеток с ядром, таких как все растения и животные, — жил между 1,84 и 1,93 миллиарда лет назад. Тара Махендрараджа объясняет: «Если представить всё живое на Земле как семейное древо, LUCA находится в основании, и в какой-то момент ствол разделяется на бактериальную и архейную ветви. Но эукариоты — не отдельная ветвь на этом древе жизни, а скорее слияние двух ветвей, вышедших из бактериальной и архейной. В нас есть частичка и того, и другого».
«Наши новые оценки возраста архейных и бактериальных предков эукариот помогут улучшить наши модели происхождения эукариот», — добавляет Эдмунд Муди из Бристольского университета. «Этот новый взгляд на древо жизни помогает нам отслеживать, как клетки эволюционировали на Земле. Это также даёт основу для понимания того, чем занимались эти ранние микробы в своих древних средах и как их эволюция связана с естественной историей».
Шпанг также отмечает: «Понимание роли как древних, так и существующих микробов в круговороте питательных веществ может помочь лучше понять и предсказать будущее биоразнообразие в меняющейся среде, включая потепление климата».