Az összes élő organizmus utolsó közös őse (LUCA) körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt élt, vagyis gyakorlatilag azonos korú, mint a bolygó. A biológusok ilyen váratlan következtetésre jutottak, amikor a "molekuláris óra" módszerével ragaszkodtak az eredményhez. Az eredményt a Nature Ecology & Evolution folyóiratban közzétett tudományos cikk ismerteti, amelyet egy csoport vezet, Davide Pisani a Bristoli Egyetemen.
Az élet alakulásával kapcsolatos hagyományos információforrás természetesen a fosszilis tüszők. De a Föld változó bolygó. Az erózió, a kontinentális mozgás, a vulkanikus aktivitás és más geológiai folyamatok fokozatosan törlik a múlt nyomát. Az Archean Eonról (4,0–2,5 milliárd évvel ezelőtt) az információk rendkívül töredezettek. Ezen felül néha teljesen nehéz megérteni, hogy a talált kövületek biológiai eredetűek-e.
A fosszilis adatok azonban nem az egyetlen információforrás az élet fejlődéséről. Az élő organizmusok evolúciós fáját nemcsak anatómiájuk alapján építhetjük fel, hanem a DNS-kód értelmezésével is. A genom hasonlóságai és különbségei jelzik, hogy az élőlények bizonyos csoportjai milyen szoros kapcsolatban állnak egymással, és lehetővé teszik annak megállapítását, hogy kinek származik. Ez nagyjából ugyanúgy történik, mint a kövületek elemzése. Csak akkor, ha a paleontológusok korlátozott számú külső tulajdonsággal rendelkeznek, amelyeket egymással összehasonlítani lehet, akkor a genetika jobb helyzetben van: a sok ezer gén mindegyike különálló tulajdonságnak tekinthető.
A genetikai módszerek lehetővé teszik az evolúciós események előállítását és beillesztését. A molekuláris óra módszerén alapszik. Lényegét tekintve általánosságban egyszerű: úgy gondolják, hogy a mutációk ugyanolyan átlagos sebességgel halmozódnak fel (bár egyes esetekben érdemes megfontolni ennek a szabálynak a jelentős módosítását). Ezért a két evolúciós ágot megkülönböztető mutációk száma alapján el lehet ítélni, hogy milyen régen szétváltak.
Összességében a két módszerrel (genomikus és paleontológiai) kapott eredmények jó egyezést mutatnak egymással. Ez ismét bizonyítja, hogy a tudomány általánosságban helyesen ábrázolja a Föld életét. Azokban az esetekben, amikor a fosszilis adatok gyenge (mint például az archeai korszakban), a genomi módszerek kompenzálhatják a tudás hiányát.
Pisani csoportja újra kiszámította a mutáció sebességét és felépített egy evolúciós életfát, elsősorban a genomi módszerekre támaszkodva, de a keltezett kövületeket is felhasználva. Az eredmények lenyűgözőek.
Promóciós videó:
Emlékezzünk arra, hogy az élet legrégebbi fosszilis nyomai 3,95 milliárd évesek. Ez azonban nem azt jelenti, hogy az új mű szerzőinek eredményei ellentmondanak a paleontológiai adatoknak.
A helyzet az, hogy bármely korszak szinte minden kövületét üledékes kőzetekbe temetik. Az élet legrégebbi nyomai valójában a Föld legrégebbi fennmaradt üledékes kőzeteire utalnak. Vagyis az élet sokkal korábban létezhetett volna, de nem voltak geológiai körülményei annak, hogy nyomai elérjék korunkat.
Számos további kulcsfontosságú evolúciós esemény is megújult. Tehát a baktériumok és az archaea a szerzők számításai szerint legfeljebb 3,4 milliárd évvel ezelőtt szétváltak egymástól. Az eukarióták (amelyek magukban foglalják az összes többsejtűt) körülbelül 1,84 milliárd évvel ezelőtt jelentkeztek. Az összes mitokondrium utolsó közös őse (emlékezzünk rá, hogy ezek a sejtes organellák az általánosan elfogadott elképzelések szerint korábban különálló szervezetek voltak) 2,053–1,21 milliárd évvel ezelőtt éltek.
A legszenzációs eredmények természetesen a LUCA élettartamára vonatkoznak. Ez azt jelenti, hogy az élet valójában ugyanolyan korú, mint a Föld, mert a bolygó kialakulása körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt véget ért. Nem sokkal ezután Theia csapott fel, miután a bolygónak egyáltalán nem volt szilárd felülete, ami a tűz-lélegző láva folyamatos óceánját képviseli.
Így az élőlények elsődleges szerves anyagból történő kialakulása tíz, legalább kétszáz millió évig tartott. Ha Pisani és munkatársai eredményei megerősítést nyernek, a szakértőknek válaszolniuk kell arra a kérdésre, hogyan lehet az élet születésének folyamata ilyen gyorsan befejeződni.
A hiba valószínűsége azonban még nem zárható ki. Már említettük, hogy vannak fontos finomságok a molekuláris óra módszernél. Tehát a tudósok bebizonyították, hogy az élet történetében voltak olyan korszakok, amikor a mutációk átlagosan sokkal gyakrabban fordultak elő. Ezenkívül a genom egyes részei hajlamosabbak a változásokra, mint mások. Ezenkívül néhány organizmus rendelkezik mutációs ellenőrző rendszerrel: ha egyszer kedvezőtlen körülmények között, akkor célzottan felgyorsítja a mutagenezist "abban a reményben", hogy új tulajdonságot szerezzenek, amely lehetővé teszi számukra az új környezethez való alkalmazkodást. Így fejlődnek ki például a baktériumok antibiotikumrezisztenciája.
A biológusok természetesen a molekuláris óra módszer alkalmazásával figyelembe veszik ezeket az árnyalatokat. De senki sem tudja garantálni, hogy még mindig nincs olyan tényező, amely torzítja a randevú eredményeit. A kísérletezők manapság meglepnek egymás után, és az élet molekuláris alapjai folyamatosan összetettebbek, mint gondolnánk.
Anatolij Glyantsev