Kaikkien elävien organismien (LUCA) viimeinen yhteinen esi-isä eli noin 4,5 miljardia vuotta sitten, eli se on käytännössä saman ikäinen kuin planeetta. Biologit tulivat odottamattomaan tulokseen käyttämällä "molekyylikellon" menetelmää … Tulos esitetään Science Ecology & Evolution -lehdessä julkaistussa tieteellisessä artikkelissa, jonka ryhmä johtaa Davide Pisani Bristolin yliopistosta.
Perinteinen tietolähde elämän evoluutiosta on tietenkin fossiilit. Mutta maa on muuttuva planeetta. Eroosio, mantereen liikkuminen, tulivuoren toiminta ja muut geologiset prosessit poistavat vähitellen menneisyyden jäljet. Tiedot arkeanieonista (4,0–2,5 miljardia vuotta sitten) ovat erittäin hajanaisia. Lisäksi joskus on täysin vaikea ymmärtää, ovatko löydetyt fossiilit biologista alkuperää.
Fossiilitiedot eivät kuitenkaan ole ainoat tietolähteet elämän kehityksestä. Elävien organismien evoluutiopuuta voidaan rakentaa paitsi niiden anatomian, myös tulkitsemalla DNA-koodia. Genomin samankaltaisuudet ja erot osoittavat, kuinka läheisesti sukulaiset tietyt elävien olentojen ryhmät ovat, ja mahdollistavat sen, että kuka on peräisin. Tämä tehdään samalla tavalla kuin fossiilien analysoinnissa. Vain jos paleontologien käytettävissä on rajoitettu määrä ulkoisia piirteitä, joita he voivat verrata toisiinsa, genetiikka on paremmassa asemassa: kutakin monista tuhansista geeneistä voidaan tosiasiassa pitää erillisenä ominaisuutena.
Geneettiset menetelmät mahdollistavat evoluutiotapahtumien tuottamisen ja päivämäärän. Se perustuu molekyylikellomenetelmään. Sen ydin on yleisesti ottaen yksinkertainen: uskotaan, että mutaatioiden kertyy samalla keskimääräisellä nopeudella (vaikka joissakin tapauksissa on syytä harkita tämän säännön merkittäviä muutoksia). Siksi mutaatioiden lukumäärän perusteella, jotka erottavat kaksi evoluutiohaaraa, voidaan päätellä kuinka kauan sitten ne eroavat toisistaan.
Kahdellä menetelmällä (genomiset ja paleontologiset) saadut tulokset ovat kaiken kaikkiaan sopusoinnussa keskenään. Tämä osoittaa jälleen kerran, että tiede edustaa yleisesti oikein maan elämän historiaa. Tapauksissa, joissa fossiilitiedot ovat huonot (kuten arkean aikakaudella), genomisilla tekniikoilla voidaan korvata tiedon puute.
Pisani-ryhmä laski uudelleen mutaation nopeuden ja rakensi evoluutiopuun, luottaen pääasiassa genomisiin menetelmiin, mutta myös käyttämällä päivättyjä fossiileja. Tulokset ovat vaikuttavia.
Mainosvideo:
Muista, että elämän vanhimmat fossiiliset jäljet ovat 3,95 miljardia vuotta vanhoja. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että uuden työn tekijöiden tulokset olisivat ristiriidassa paleontologisten tietojen kanssa.
Tosiasia on, että melkein kaikki aikakausien fossiilit on haudattu sedimenttikiveihin. Elämän vanhimmat jäljet viittaavat tosiasiassa maan vanhimpiin selviytyneisiin sedimenttikiveihin. Toisin sanoen, elämä olisi voinut olla olemassa paljon aikaisemmin, mutta sen jälkien saavuttamiseksi aikamme ei ollut geologisia olosuhteita.
Myös monet muut keskeiset evoluutiotapahtumat ovat vanhentuneet. Joten bakteerit ja arhaea erottuivat kirjoittajien laskelmien mukaan aikaisintaan 3,4 miljardia vuotta sitten. Eukaryootit (joihin sisältyy erityisesti kaikki monisoluiset) ilmestyivät noin 1,84 miljardia vuotta sitten. Kaikkien mitokondrioiden viimeinen yhteinen esi-isä (muistakaa, että nämä soluorgaanit, yleisesti hyväksyttyjen käsitteiden mukaan, olivat aikaisemmin erillisiä organismeja), elivät 2,053–1,21 miljardia vuotta sitten.
Sensaatiokykyisimmät tulokset liittyvät tietenkin LUCA: n elinaikana. He tarkoittavat, että elämä on oikeastaan samaa ikää kuin Maa, koska planeetan muodostuminen päättyi noin 4,5 miljardia vuotta sitten. Pian sen jälkeen Theia iski, minkä jälkeen planeetalla ei ollut lainkaan kiinteää pintaa, joka edustaa jatkuvaa tulenhenkistä laavaa.
Siten elävien olentojen muodostuminen primaarisesta orgaanisesta aineesta kesti kymmeniä, ainakin kaksi tai kolmesataa miljoonaa vuotta. Jos Pisani ja hänen kollegansa tulokset vahvistetaan, asiantuntijoiden on vastattava kysymykseen siitä, kuinka elämän syntymisprosessi voitaisiin saada päätökseen niin nopeasti.
Virheen todennäköisyyttä ei kuitenkaan voida vielä sulkea pois. Olemme jo maininneet, että molekyylikellomenetelmässä on tärkeitä hienouksia. Joten, tutkijat ovat osoittaneet, että elämän historiassa on ollut aikakausia, jolloin mutaatiot tapahtuivat paljon useammin kuin keskimäärin. Lisäksi jotkut genomin osat ovat alttiimpia muutoksille kuin toiset. Lisäksi joillakin organismeilla on mutaationhallintajärjestelmä: epäsuotuisissa olosuhteissa ne kiihdyttävät tarkoituksella mutageneesiä "siinä toivossa" saada uusi ominaisuus, joka antaa heidän mukautua uuteen ympäristöön. Näin esimerkiksi bakteerit kehittävät antibioottiresistenssin.
Tietysti biologit, ottaen huomioon molekyylikellomenetelmän, ottavat kaikki nämä vivahteet huomioon. Kukaan ei kuitenkaan voi taata, että treffituloksia vääristävää tekijää ei vieläkään ole. Kokeilijat tekevät nykyään yllätys toisensa jälkeen, ja elämän molekyyliset perustat ovat jatkuvasti monimutkaisempia kuin kuvittelimme.
Anatoli Glyantsev