Studie ledd av forskare vid University of Bristol antyder att den sista universella gemensamma förfadern till allt liv på jorden kan ha funnits betydligt tidigare än tidigare antagits, vilket ställer om vår förståelse för livets ursprung.
LIV | Forskare har länge fascinerats av frågan om livets ursprung på jorden. Nu har en internationell forskargrupp under ledning av Philip Donoghue vid University of Bristol publicerat en studie som tyder på att den sista universella gemensamma förfadern (last universal common ancestor), LUCA kan ha levt så tidigt som för 4,2 miljarder år sedan, nästan omedelbart efter jordens bildande som ägde rum för cirka 4,5 miljarder år sedan, skriver New Scientist.
– Vad vi har försökt göra är att föra samman människor som är representativa för olika discipliner för att komma fram till en holistisk förståelse av när LUCA existerade och vad dess biologi var, säger Philip Donoghue.
Denna tvärvetenskapliga metod har resulterat i en bredare och djupare förståelse för LUCA än vad som tidigare varit möjligt. Forskargruppen har använt sig av sofistikerade genetiska analysmetoder för att kartlägga och jämföra generna hos olika livsformer. Genom att analysera hur dessa gener har förändrats över tid, har forskarna kunnat göra uppskattningar om när LUCA levde.
– Vi kommer fram till en organism som var mycket mer sofistikerad än många människor tidigare har hävdat, förklarar Donoghue.
Det mest förvånande med forskarnas slutsatser, som först publicerades i Nature Ecology and Evolution, är att de tyder på att LUCA kan ha existerat för 4,2 miljarder år sedan – mycket tidigare än andra uppskattningar och förvånansvärt nära bildningen av jorden för 4,5 miljarder år sedan – före det sena tunga bombardemanget, en period när jorden tros ha bombarderats av stora mängder rymdskräp, vilket tidigare antagits kunna ha utplånat allt spirande liv. Forskarna anser att LUCA kan ha utvecklat gener som hjälpte den att överleva dessa extrema förhållanden, såsom gener för UV-skydd och vätekonsumtion.
Studien tyder även på att LUCA hade en primitiv version av CRISPR, ett bakteriellt försvarssystem mot virus.
– Även för 4,2 miljarder år sedan kämpar våra tidigaste förfäder mot virus, kommenterar teammedlemen Edmund Moody vid University of Bristol.
Patrick Forterre vid Pasteur-institutet i Paris, som myntade begreppet LUCA och är en av dem som kritiserar studiens slutsatser, påpekar att det är ”helt orealistiskt” att tänka sig att LUCA levde före det sena tunga bombardemanget som inträffade för ungefär 3,9 miljarder år sedan.
– Jag är ganska säker på att deras strategi för att bestämma ålder och geninnehåll i LUCA har brister.
Denna nya forskning öppnar upp för ytterligare debatt och studier kring livets tidiga utveckling och understryker hur lite vi faktiskt vet om dessa urgamla processer. Det är en påminnelse om att vetenskapen ständigt utvecklas och att varje ny upptäckt leder till nya frågor och utforskningar.
– Det kommer inte att vara vårt sista ord i det här ämnet, men vi tycker att det är en bra början, säger Donoghue.
Last Universal Common Ancestor (LUCA)
LUCA, eller den sista universella gemensamma förfadern, representerar den hypotetiska förfadern till allt liv på jorden. Konceptet om LUCA baseras på den biologiska forskningen kring genetiska samband och likheter mellan olika organismer, vilket antyder att alla levande varelser härstammar från en enda organism.
LUCA är inte nödvändigtvis en enda art eller ens en specifik organism, utan snarare en teoretisk grupp av organismer som hade vissa gemensamma drag och genetiska egenskaper. Dessa egenskaper har överförts till olika linjer av liv genom evolutionen.
DNA-analyser visar att LUCA troligen hade ett komplext genetiskt system, möjligen inkluderande hundratals proteinkodande gener. Forskning indikerar att LUCA kunde ha haft förmåga till metabolism och självreplikation, vilket är grundläggande egenskaper för allt liv.
Baserat på genetiska studier och de miljöer där liknande extremofiler lever idag, tros LUCA ha levt i miljöer som är rika på väte, kanske i djuphavsventiler eller varma källor, vilka skulle kunna ha erbjudit den energi som krävs för att upprätthålla liv.
Även om exakt datering är svår, antyder vissa studier att LUCA kan ha existerat för cirka 3,5 till 4,2 miljarder år sedan. Detta placeras strax efter jordens bildning och potentiellt före det sena tunga bombardemanget som kraftigt påverkade planetens yta.
Begreppet LUCA hjälper forskare att förstå mer om livets ursprung och de evolutionära processer som ledde till den otroliga biologiska mångfald vi ser idag. Genom att studera LUCA kan forskare få insikter i de grundläggande biologiska mekanismerna som alla livsformer delar.
