Kolosszális katasztrófa után jelent meg LUCA, mindannyiunk ősanyja

2018.08.23. 21:25

A Bristoli Egyetem tudósai a mai élőlények genetikai anyagának összehasonlításával arra jutottak, hogy valamennyi földi életforma közös őse már 4,5 milliárd évvel ezelőtt létezett.

A kutatók a genomikai és fosszilis adatok összevetésével kísérelték meg a földi élet történetét egészen a kezdetekig visszakövetni. A paleontológusok régóta fáradoznak az ősi létformák feltárásán és az élet mint olyan evolúciós történetének felgöngyölítésén. A korai létformákról ránk maradt fosszilis emlékek azonban rendkívül töredezettek, és minőségük ugrásszerűen romlik, ahogy haladunk visszafelé az időben. Szinte semmi nem maradt ránk a 2,5 milliárd évvel ezelőtt véget ért földtörténeti előidőből, az archaikumból. A Föld kérge ennek az időszaknak a végére hűlt le eléggé ahhoz, hogy belőle kontinensek formálódhassanak, és az életet ekkor még kizárólag egysejtű létformák képviselték.

„Eleve kevés fosszília maradt ránk az archaikumból, és általában azokat sem tudjuk egyértelműen valamely ma ismert leszármazási vonalhoz, például a kékeszöld algákéhoz vagy a sós hőforrásokat világszerte rózsásra színező archaebaktériumokéhoz hozzárendelni – mondta el Holly Betts, a tanulmány vezető szerzője, a Bristoli Egyetem Földtudományi Tanszékének munkatársa. – Az élet korai fosszilis nyomaival az a gond, hogy alig akad belőlük, és nagyon nehéz őket értelmezni. A legrégibb ősmaradványok némelyikéről a gondos újraelemzés kiderítette, hogy nem is fosszíliák, csak kristályok."

Az élet korai történetéről tanúskodó ősleletek annyira fragmentáltak és nehezen értékelhetők, hogy az új kövületek felfedezése és az ismert fosszíliák újraértelmezése nyomán egymással versengő hipotézisek egész sora került forgalomba az élet őstörténetének időskáláját illetően. Szerencsére azonban nem egyedül a fosszíliák állnak a rendelkezésünkre a múlt megértéséhez. „Az élet történetét egy másik, párhuzamos krónikában is feljegyezték – abban, amelyet minden élőlény genomja őriz" – emeli ki Philip Donoghue professzor, szintén a Bristoli Egyetem Földtudományi Tanszékéről.

A fiatal FöldForrás: MGA / Science Photo Library

Dr. Tom Williams, a tanulmány társszerzője és a bristoli Biológiai Tanszék munkatársa elmagyarázta: „A fosszilis és genomikai információ kombinálásával hasznát vehetjük a „molekuláris óra" néven ismert megközelítésnek. Ennek az alapgondolata nagy vonalakban az, hogy bármely két ma élő élőlény – teszem azt, egy baktérium és egy ember – genomjai közti különbségek száma arányos az azóta eltelt idővel, amióta kettejük evolúciós leszármazási fája egy közös ősből kiindulva kettévált".

Alig fiatalabb az élet, mint a Föld maga

Ennek az elvnek a felhasználásával a bristoli csoport a Bath-i Egyetem munkatársával, Mark Puttickkal együttműködve felállította a földi élet történetének egy olyan idővonalát, amely nem függ attól, ki mennyi idősnek gondolja az épp legrégibbnek elfogadott fosszilis emléket. E megközelítés segítségével sikerült megmutatnunk, hogy valamennyi ma élő sejtes létforma közös őse, a 'LUCA' (betűszó a Last Universal Common Ancestor, vagyis az 'utolsó közös ős' szavak kezdőbetűiből) a Föld történetének nagyon korai szakaszában, csaknem 4,5 milliárd évvel ezelőtt létezett – vagyis nem sokkal az után, hogy a Földbe csapódó Theia bolygó kiszakította a Hold anyagát, s egyben kiirtotta bármely lehetséges élet minden csíráját" – nyilatkozta Davide Pisani professzor, a közlemény társszerzője, hozzátéve: „Ez a dátum lényegesen korábbi annál, mint amit a pillanatnyilag elfogadott legősibb fosszilis bizonyítékok alapján sejtenénk."

Forrás: leemage/©Ron Miller/Novapix/Leemage/Ron Miller

A földi élet kezdeteit pusztán a fosszilis emléknyomokra alapozva korábban nagyjából 4 milliárd évvel ezelőttre tették. Az élet legrégebbi fosszilis nyomai a sztromatolitoknak nevezett réteges kőképződmények, amelyek sekély vizekben épültek fel oly módon, hogy a baktériumok egymásra növekvő rétegeibe berakódtak és összecementálódtak a kőzetüledék morzsái. A legöregebb ma ismert sztromatolitokat 2016-ban fedte fel az olvadó hó Grönladon; az Isua-övezet fosszíliái 3,7 milliárd éves becsült korukkal több száz millió évet rávernek a korábban legrégibbnek vélt kövületekre.

Eredményeink alapján úgy tűnik, hogy az élet két fő ága, az eubaktériumoké és az archaebaktériumoké mintegy egymilliárd évvel a LUCA után vált szét – folytatta Pisani. – Ez a munka kitűnően demonstrálja a genomikai információ erejét, hiszen kizárólag a rendelkezésre álló fosszilis adatok alapján lehetetlen volna az eubaktériumok és archaebaktériumok legrégebbi nyomait egymástól megkülönböztetni."

A tanulmány további hitelt kölcsönöz annak a kurrens nézetnek, miszerint az eukarióta leszármazási vonal – az életnek az az ága, amelyhez a növényekkel és gombákkal együtt az emberi faj is sorolható – nem tartozik az elsődlegesen létrejött létformák közé. Az 1960-as évek óta elfogadott elmélet szerint az eukarióta sejtek úgy jöttek létre, hogy egyes ősi archaebaktériumok belsejébe eubakteriális szimbionták költöztek, s bár ezzel az ún. endoszimbiontikus kapcsolattal az élet minőségileg új formája jött létre, az „összebútorozás" mégiscsak két már létező létforma sorsát kapcsolta össze, s nem teljesen újat hozott létre.

Forrás: BSIP/JACOPIN / BSIP/Jacopin

Kellő szerénységre int minket az a gondolat, hogy egy olyan leszármazási vonalhoz tartozunk, amely évmilliárdokkal fiatalabb, mint az élet maga" – tette hozzá Pisani.