Исследование о происхождении жизни: LUCA мог быть не живым организмом

Согласно последним исследованиям, опубликованным в журнале Science Advances, последний общий предок всех живых существ, известный как LUCA (последний универсальный общий предок), мог не быть полноценным живым организмом. Ранее считалось, что жизнь на Земле возникла из первичного бульона около четырех миллиардов лет назад, однако новое исследование предлагает, что переход от химии к биологии произошел дважды.

Исследователи, включая ведущего автора Уильяма Мартина из Университета имени Генриха Гейне в Дюссельдорфе, пришли к выводу, что бактерии и археи, как первые две ветви древа жизни, развивались независимо. LUCA, по их данным, поддерживал свой метаболизм с помощью металлов в термальных источниках. Со временем, благодаря множеству химических соединений, эти простые формы жизни начали вырабатывать собственные ферменты для катализа необходимых реакций.

Генетические анализы указывают на то, что LUCA существовал около 4,2 миллиарда лет назад, когда Земля еще находилась в раскаленном состоянии. На сегодняшний день единственным геологическим образцом, который может относиться к этому периоду, являются определенные канадские породы, однако их происхождение остается предметом споров. Самыми старыми надежными образцами жизни являются микробные пленки, возрастом около 3,5 миллиарда лет, известные как строматолиты.

Некоторые исследователи выдвигали гипотезу о том, что LUCA мог иметь примитивную иммунную систему, защищавшую его от вирусов. Однако, как отметил Мартин, методы, используемые для анализа генетических данных, могут быть неточными для столь древнего времени. Вместо этого его команда сосредоточилась на метаболизме и определила, какие гены могли быть необходимы для превращения химических веществ в аминокислоты и другие жизненно важные молекулы.

Сравнение геномов бактерий и архей показало, что обе группы имеют общие гены, кодирующие около половины ферментов, необходимых для основного метаболизма. Это свидетельствует о том, что бактерии и археи, скорее всего, развивались частично независимо друг от друга. LUCA мог представлять собой скопление РНК, ДНК и ферментов внутри горных пород, зависящее от металлов для синтеза аминокислот.

Также лаборатория Мартина продемонстрировала, что металлы могут выполнять функции биологических ферментов в важных метаболических процессах. В ходе исследования было установлено, что палладий способен катализировать реакцию превращения фосфита в фосфат, что могло дать LUCA необходимую энергию. Эксперт по астробиологии Бетюль Качар, не участвовавшая в исследовании, отметила, что необходимо больше экспериментов для понимания перехода от химических процессов к биологическим.