Открытие структуры ДНК в 1953 году подтвердило гипотезу Чарльза Дарвина (1859), что все живые организмы произошли от одного общего предка. Оказалось, что клетки человека, животных, грибов, растений и одноклеточных содержат единый генетический код. В 1977 году Карл Вёзе предложил разделить все организмы на три формы жизни: бактерии, археи и остальные. Однако, в 2013 году ученые доказали, что "все остальные" произошли от архей. Данный факт многократно облегчил поиск генома последнего универсального общего предка или LUCA (Last universal common ancestor).
В 2016 году немецкие ученые исследовали гены 1847 бактерий, 134 архей и выявили 355 универсальных комбинаций, характерных для общего предка. Оказалось, что LUCA представлял собой нечто среднее между ацетогенной бактерией Clostridium и метаногенной археей Methanogens. В отличие от большинства одноклеточных и всех многоклеточных организмов LUCA не нуждался ни в кислороде, ни в органике для поддержания жизни. Всё, что ему было нужно, он черпал из водорода, углекислого газа и азота.
Так как первые следы жизни обнаружены в камнях возрастом 3,5 - 3.8 миллиарда лет, то исследователи предположили, что LUCA жил 3.9 миллиарда лет назад. Его считают последним, так как вероятно одновременно с ним существовали и другие живые организмы. Но он единственный, кто выжил и передал свои гены всем современным клеткам. Некоторые ученые полагают, что способность к образованию спор позволила нашему общему предку сохранить жизнь на Земле. При стандартном делении клетки образуются две идентичные копии. В случае же со спорами, одна дочерняя клетка гибнет, а вторая вселяется в первую и останавливает все физиологические процессы до лучших времён. Спящая клетка в клетке называется спорой, которая теоретически может пережить очередную катастрофу на Земле или путешествие на другую планету.
До появления кислорода 2,5 миллиарда лет назад и соответственно озонового слоя, любая жизнь на поверхности Земли была невозможной из-за коротковолнового ультрафиолетового излучения, губительного для РНК и ДНК. Поэтому общий предок мог обитать или глубоко под водой, или в земной коре. Так как ферменты LUCA свидетельствуют о том, что он был теплолюбивым, то в настоящее время общепризнанной считается версия его проживания в геотермальных источниках, богатых водородом, углекислым газом и металлами. Хотя метаногены типа LUCA могут выжить и на Марсе, если закопать их на глубину от 1 до 10 км. Кстати, на сегодня метаногенные археи пока единственные претенденты на колонизацию Марса, которые теоретически смогут там прижиться.
Продуктами жизнедеятельности микроорганизмов типа LUCA являются вода, метан и ацетат. Любопытный факт - в Солнечной системе есть только два объекта с азотной атмосферой и наличием веществ в жидком состоянии. Это Земля и Титан, спутник Сатурна. Также на Титане, как и на ранней Земле, обнаружена существенная доля метана над поверхностью. Это может свидетельствовать о том, что на Титане могут находиться метаногенные археи типа LUCA. Причем опыт спутника Сатурна позволил обнаружить, что метан не только нагревает планету, но и благодаря углеводородному смогу может защитить всё живое от опасного ультрафиолета. Таким образом, LUCA мог не только сохранить жизнь, но и стать необходимым условием для дальнейшей эволюции на Земле.
Следует отметить, что в 1999 году ученые нашли бактерию, которая может синтезировать свободный азот из аммиака, который в избытке выдыхают вулканы. Данный факт позволил исследователям предположить, что атмосферный азот - их рук дело. Однако, это большая тема для отдельного исследования. Читайте в следующих выпусках.
