Ученые выяснили, как выглядела первая жизнь на Земле.
Анализ самых древних генов в геномах всех живых существ показал, что так называемый «Лука» - общий предок всех существующих сегодня организмов - жил в теплой, бескислородной и богатой минералами воде, вероятно в горячих гейзерах или вулканических озерах, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Microbiology.
В последние годы все большее количествоэволюционистов-биологов приходит к мысли о том, что жизнь могла зародиться не в океанах Земли, а на поверхности суши, в озерах и у жерл гейзеров и вулканов.
В пользу этого говорит то, что на суше присутствовал ряд критически важных элементов, в том числе молибден, бор и азот, которых было крайне мало в «супе» первичного океана.
К такому выводу постепенно приходят и генетики - Уильям Мартин (William Martin) из университета Дюссельдорфа (Германия) и его коллеги заявляют, что им удалось найти следы того, что первый организм на Земле, которого ученые называют «Лукой» (Last Universal Common Ancestor - последний всеобщий предок), жил в вулканических гейзерах или озерах.
Как объясняют ученые, главная проблема при «реставрации» образа биологического Луки заключается в том, что микробы обмениваются генами не только «вертикально», передавая их своему потомству, но и «горизонтально», обмениваясь обрывками ДНК или даже целыми хромосомами с другими видами и родами бактерий и архей.
Благодаря этому самые распространенные гены нельзя использовать, как в случае с многоклеточными существами, в качестве самых древних и общих черт организма - они, вполне возможно, могли распространиться среди микробов недавно в результате горизонтального обмена ДНК и вымирания тех подвидов бактерий и архей, которые не приобрели этих генов.
Мартин и его коллеги решили эту проблему крайне простым способом - они включали в свой анализ только те гены, которые распространялись лишь вертикальным образом (к примеру, они должны были присутствовать в геномах как минимум двух видов архей и бактерий).
В общей сложности ученые проанализировали свыше шести миллионов генов и 286 тысяч семейств генов, из которых лишь 355 семейств удовлетворяли всем критериям «вертикальности». Их анализ помог ученым выделить те черты, которыми обладал «Лука» и понять, где он мог обитать 3,5−3,3 миллиарда лет назад, когда предположительно появилась жизнь на Земле.
Как признаются генетики, здесь особых усилий от них не потребовалось - эти три сотни семейств генов не были случайным набором «обрывков» ДНК с разными функциями, а вполне конкретным набором «инструкций по выживанию» в одной и той же среде и инструментом по добыче одного вида пищи.
Так, «Лука», судя по присутствию в его геноме белков, необходимых для жизни в горячей среде, обитал внутри геотермальных источников или вулканических озер, полностью лишенных кислорода, и получал энергию, извлекая ее из разницы в концентрации различных ионов, а также питался водородом и углекислотой.
Означает ли это, что жизнь на Земле началась в водах гейзеров и вулканических озер? Скорее всего да, однако ученые оставляют возможность того, что предки «Луки», возникшие из неживых «кирпичиков» жизни, могли обитать в иной среде, и переселиться поближе к вулканам позже, в результате действия среды или конкуренции с их вымершими современниками, которые, в отличие от «Луки», могли не дожить до наших времен.
Взято из:https://news.mail.ru/society/26558296/?frommail=10
В последние годы все большее количествоэволюционистов-биологов приходит к мысли о том, что жизнь могла зародиться не в океанах Земли, а на поверхности суши, в озерах и у жерл гейзеров и вулканов.
В пользу этого говорит то, что на суше присутствовал ряд критически важных элементов, в том числе молибден, бор и азот, которых было крайне мало в «супе» первичного океана.
К такому выводу постепенно приходят и генетики - Уильям Мартин (William Martin) из университета Дюссельдорфа (Германия) и его коллеги заявляют, что им удалось найти следы того, что первый организм на Земле, которого ученые называют «Лукой» (Last Universal Common Ancestor - последний всеобщий предок), жил в вулканических гейзерах или озерах.
Как объясняют ученые, главная проблема при «реставрации» образа биологического Луки заключается в том, что микробы обмениваются генами не только «вертикально», передавая их своему потомству, но и «горизонтально», обмениваясь обрывками ДНК или даже целыми хромосомами с другими видами и родами бактерий и архей.
Благодаря этому самые распространенные гены нельзя использовать, как в случае с многоклеточными существами, в качестве самых древних и общих черт организма - они, вполне возможно, могли распространиться среди микробов недавно в результате горизонтального обмена ДНК и вымирания тех подвидов бактерий и архей, которые не приобрели этих генов.
Мартин и его коллеги решили эту проблему крайне простым способом - они включали в свой анализ только те гены, которые распространялись лишь вертикальным образом (к примеру, они должны были присутствовать в геномах как минимум двух видов архей и бактерий).
В общей сложности ученые проанализировали свыше шести миллионов генов и 286 тысяч семейств генов, из которых лишь 355 семейств удовлетворяли всем критериям «вертикальности». Их анализ помог ученым выделить те черты, которыми обладал «Лука» и понять, где он мог обитать 3,5−3,3 миллиарда лет назад, когда предположительно появилась жизнь на Земле.
Как признаются генетики, здесь особых усилий от них не потребовалось - эти три сотни семейств генов не были случайным набором «обрывков» ДНК с разными функциями, а вполне конкретным набором «инструкций по выживанию» в одной и той же среде и инструментом по добыче одного вида пищи.
Так, «Лука», судя по присутствию в его геноме белков, необходимых для жизни в горячей среде, обитал внутри геотермальных источников или вулканических озер, полностью лишенных кислорода, и получал энергию, извлекая ее из разницы в концентрации различных ионов, а также питался водородом и углекислотой.
Означает ли это, что жизнь на Земле началась в водах гейзеров и вулканических озер? Скорее всего да, однако ученые оставляют возможность того, что предки «Луки», возникшие из неживых «кирпичиков» жизни, могли обитать в иной среде, и переселиться поближе к вулканам позже, в результате действия среды или конкуренции с их вымершими современниками, которые, в отличие от «Луки», могли не дожить до наших времен.
Взято из:https://news.mail.ru/society/26558296/?frommail=10