Ученые обнаружили два независимых истока жизни на Земле: новые доказательства
Исследователи из Университета Генриха Гейне показали, что первые живые клетки могли возникнуть дважды, независимо друг от друга, что ставит под вопрос традиционную концепцию единого предка всех организмов.
Группа ученых из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе представила результаты, указывающие на возможность двойного появления жизни на планете. Анализ ферментов и базовых химических реакций позволил выявить существенные различия между двумя главными ветвями ранних организмов — бактериями и археями.
Отличия в ферментах у бактерий и архей
По словам руководителя исследования Уильяма Мартина, ферменты, катализирующие одинаковые базовые метаболические реакции, имеют разную структуру у бактерий и архей. Это свидетельствует о том, что обе группы сформировали автономные системы метаболизма после отделения от общего предка.
Параллельная эволюция и роль природных металлов
Учёные пришли к выводу, что последний универсальный общий предок (LUCA) обладал лишь частью необходимого наборa ферментов. Другую часть реакций обеспечивали природные металлы, присутствующие в окружающей среде. В результате бактерии и археи независимо развили собственные белковые ферменты, заменив неорганические катализаторы и став полностью автономными клетками.
Условия зарождения первых реакций
Исследователи предполагают, что первые химические превращения происходили в экстремальных условиях гидротермальных источников. Металлы, такие как палладий, служили катализаторами для синтеза органических молекул из водорода, аммиака и углекислого газа.
Кроме того, в работе решена давняя проблема источника энергии для примитивного метаболизма. Современные клетки используют АТФ, однако в условиях ранней Земли роль энергетического переносчика могла выполнять фосфит — форма фосфора, естественно встречающаяся в гидротермальных источниках и способная реагировать без ферментов.
Последствия для концепции «дерева жизни»
Если дальнейшие исследования подтвердят эти выводы, традиционное «дерево жизни», основанное на едином стволе, может потребовать пересмотра. Вместо одного общего предка будет признано наличие двух отдельных истоков, сформировавшихся до появления первых полноценнх клеток.
- Два независимых пути развития бактерий и архей;
- LUCA имел лишь половину необходимого ферментного набора;
- Природные металлы и фосфит играли ключевую роль в ранних метаболических процессах.