Перші вільноживучі клітини могли виникнути на Землі двічі. Бактерії та археї, ймовірно, незалежно перейшли від залежності від гідротермальних джерел до самостійного існування.
Про це пише видання ScienceDaily.
Міжнародна команда вчених дослідила ранній метаболізм, тобто набір хімічних реакцій, завдяки яким клітини створюють необхідні для життя речовини. Дослідники проаналізували 420 реакцій, а також геноми й структури білків бактерій та архей.
Виявилося, що ферменти, які забезпечують ці реакції, не збереглися однаково в обох групах організмів. За оцінкою науковців, останній спільний предок усіх клітин, відомий як LUCA, мав ферменти лише приблизно для половини цих реакцій.
Інші процеси могли відбуватися за допомогою металів, які природно містилися в середовищі гідротермальних джерел. Таким чином, ранній метаболізм, імовірно, поєднував роботу ферментів з хімічними властивостями металів.
Дослідники також знайшли приклади, коли бактерії та археї незалежно сформували різні за будовою ферменти для виконання однакових життєво важливих реакцій. На думку авторів роботи,
це могло допомогти обом лініям еволюції поступово відмовитися від залежності від хімії гідротермальних джерел.
Окремо вчені дослідили, звідки ранні клітини могли отримувати енергію. Сучасні організми широко використовують АТФ, але на ранній Землі ця складна молекула, ймовірно, ще не могла виконувати таку роль.
Одним із можливих джерел енергії міг бути фосфіт, форма фосфору, яка зустрічається в гідротермальних джерелах. У присутності паладію він здатен реагувати з органічними сполуками у воді та запускати реакції, пов’язані з метаболічним фосфорилюванням.
Це дає можливе пояснення того, як хімічні процеси, що передували появі сучасних клітин, могли отримувати необхідну для роботи енергію.
Для дослідження 420 реакцій науковці також розробили математичний метод, який дозволив розташувати їх від простіших до складніших. Така послідовність може частково відображати порядок появи реакцій на ранніх етапах еволюції.
Результати дослідження вказують на незвичайну картину походження життя. Генетичний код у всіх клітин міг мати спільне походження, але перехід до незалежного існування бактерій та архей, ймовірно, відбувся окремо для кожної з цих ліній.
Тобто спільним для сучасного життя міг бути один давній генетичний код, тоді як власне вільноживучі клітини могли виникнути двічі.
Читайте також:
