Хората, животните, растенията, гъбите и дори бактериите изглеждат коренно различно, но всички те имат нещо общо – ако проследим еволюционното им родословно дърво достатъчно назад във времето, в крайна сметка ще стигнем до един общ прародител.
Учените го наричат Лука - LUCA – съкращение от английското Last Universal Common Ancestor, или „последен универсален общ прародител“. LUCA не е първото живо същество на Земята. Той обаче е най-скорошният организъм, от който произлизат всички форми на клетъчен живот, съществуващи на планетата днес.
Нови изследвания постепенно позволяват на биолозите да изградят все по-подробен портрет на този далечен прародител. Според проучване, публикувано през 2024 г., LUCA може да е живял преди около 4,2 милиарда години – само няколкостотин милиона години след формирането на Земята.
И въпреки огромната дистанция във времето, учените вече имат предположения не само кога е живял, но и как е изглеждал и как е функционирал.
Една клетка в началото на общата ни история
LUCA вероятно е представлявал едноклетъчен организъм с форма, наподобяваща пръчка. Учените допускат, че той може да е обитавал среда около хидротермални извори на океанското дъно – места, където нагорещена вода, богата на минерали и химични вещества, излиза от земните недра. От този общ прародител впоследствие се разклонява огромното дърво на живота.
Днес организмите се разделят на три основни домейна – бактерии, археи и еукариоти. Последната група включва растенията, гъбите и животните, включително хората.
Колкото и различни да са тези форми на живот, те споделят редица фундаментални характеристики. Именно тях учените използват, за да се опитат да разберат какъв е бил LUCA.
Всички съвременни клетки например разполагат с генетичен материал и рибозоми – своеобразни молекулярни машини, които участват в изграждането на протеини. Клетките са отделени от външната среда чрез мембрана, а почти всички съвременни организми използват молекулата АТФ като източник за съхраняване и пренос на енергия.
Затова изследователите предполагат, че подобни основни механизми са съществували още при LUCA.
По-сложен, отколкото се смяташе
Еволюционният биолог Том Уилямс от Университета в Бат и негови колеги сравняват гените на съвременни организми, за да открият кои характеристики вероятно са наследени от техния древен общ прародител.
Тези сравнения показват, че LUCA вероятно далеч не е бил толкова примитивен, колкото някога са си представяли учените.
„LUCA всъщност вече е бил доста сложен организъм“, обяснява Уилямс.
В същото време той почти сигурно не е притежавал всички структури, характерни за съвременните клетки. Еукариотите например имат специализирани вътрешноклетъчни структури, известни като органели, включително ядро. Тъй като бактериите и археите ги нямат, учените предполагат, че и LUCA не ги е притежавал.
LUCA не е началото на живота
Една от важните разлики, които учените подчертават, е между LUCA и първата форма на живот на Земята. Планетата ни се е образувала преди повече от 4,5 милиарда години, а животът вероятно се е появил няколкостотин милиона години по-късно. Как точно се е случило това остава един от най-големите въпроси пред науката.
LUCA се появява на по-късен етап.
Преди него вероятно вече са съществували различни форми на примитивен живот. Някои от тях са изчезнали, докато една еволюционна линия е довела до общия прародител на организмите, които познаваме днес.
Именно затова LUCA не трябва да бъде разглеждан като „първата клетка“, а по-скоро като най-близката обща точка в родословното дърво на съществуващия днес живот.
Наистина ли е живял преди 4,2 милиарда години?
Възрастта на LUCA обаче остава предмет на научни спорове.
Няма известни фосили на възраст 4,2 милиарда години, които да потвърдят директно съществуването му. Дори подобен фосил да бъде открит, идентифицирането му като LUCA би било почти невъзможно.
Допълнителен въпрос поставя т.нар. късна тежка бомбардировка – предполагаем период в ранната история на Слънчевата система, когато вътрешните планети може да са били подложени на интензивни астероидни удари.
Ако Земята действително е преживяла подобен катаклизъм и той е бил достатъчно мощен, някои учени смятат, че тогавашният живот трудно би могъл да оцелее. Това би означавало, че LUCA може да е по-млад от предполагаемите 4,2 милиарда години.
Ключ към живота извън Земята
Изследването на LUCA далеч не е просто опит да бъде нарисуван портрет на древна клетка.
За учените той е своеобразен прозорец към най-ранните етапи на еволюцията. Разбирането на това как са функционирали първите сложни клетки може да покаже как животът постепенно е придобил характеристиките, които наблюдаваме днес.
То може да помогне и при търсенето на живот извън Земята.
Ако учените установят кои етапи в развитието на живота са универсални и кои са резултат от специфичните условия на нашата планета, това би могло да им помогне да разпознават признаци на живот на други светове.
Засега Земята остава единственият пример, с който разполагаме. А историята на LUCA може да даде част от отговора на един от най-големите въпроси – дали пътят, по който животът е поел тук, би могъл да бъде повторен и някъде другаде във Вселената.
