Найти тему
Мир чудес

ЛУКА и ДНК: Как возникла Спираль жизни

Оглавление

Все живые существа имеют спиралевидную молекулу под названием ДНК, изначально унаследованную от ЛУКИ (LUCA – last universal common ancestor, последний универсальный общий предок). Рецепт жизни записан в вашей ДНК. Геном и генетический код — это также научные названия рецепта жизни. Рецепт вашей ДНК передавался из поколения в поколение. Вы унаследовали свою ДНК не только от своих родителей, но и от всех существ в вашей родословной – вплоть до ЛУКИ!

Примерно 2% кода в вашей ДНК идентичны части ДНК ЛУКИ. На самом деле, все живые существа имеют эти общие 2% генетического кода. Вот одна из причин, по которой ученые считают, что мы все родственники.

Клетка – это организм

ЛУКА был особенным. У ЛУКИ было тело. Тело ЛУКИ было покрыто клеточной оболочкой, которая защищала ДНК внутри. ЛУКА мог метаболизировать, то есть перерабатывать питательные вещества, поглощая пищу, которая фильтровалась из окружающей воды через клеточную стенку. Поглотив питательные вещества, ЛУКА мог отфильтровывать отходы – остатки, которые были не нужны.

Прокариоты: вчера и сегодня

У ЛУКИ была так называемая прокариотическая клеточная структура. Прокариотические клетки продолжают процветать и по сей день. Более того, прокариотические организмы значительно превосходят по численности любой другой вид живых существ! Хотя эти одноклеточные организмы имели мембраны, у них не было ядра или органелл.

Среда обитания ЛУКИ

Ученые полагают, что ЛУКА, скорее всего, обитал в трещинах на дне океана, похожих на подводные вулканы. Эта глубоководная среда обеспечивала ЛУКУ большим запасом химических веществ, необходимых для поддержания жизни. Первые дни на планете Земля были чрезвычайно нестабильными, ведь на поверхность планеты почти непрерывно обрушивались метеоритные дожди. ЛУКА эволюционировал и выжил, живя глубоко под водой.

Гидротермальный источник 
Фото: NOAA / Wikipedia
Гидротермальный источник Фото: NOAA / Wikipedia

ЛУКА: Жизнь до разделения на растения и животных

Вначале все живые существа были одноклеточными организмами. Во времена ЛУКИ не существовало таких понятий, как животные или растения. И не было существ мужского или женского пола. На протяжении более миллиарда лет все наши предки были простыми одноклеточными существами, жившими в океане.

ЛУКА: Исходные ингредиенты

Тело ЛУКИ, как и у всех других организмов, в основном состояло из воды. Другими ингредиентами, из которых создаются клетки, являются аминокислоты, плавающие в воде. Вода и аминокислоты сплетаются в живую клетку благодаря удивительной структуре ДНК — двойной спирали. Часть секрета жизни заключается в уникальном способе, которым двойная спираль ДНК организует простые ингредиенты в сложные клетки.

Часть длинной цепи ДНК имеет извилистую лестничную структуру.
Часть длинной цепи ДНК имеет извилистую лестничную структуру.

Что такое аминокислоты?

Аминокислоты являются строительными блоками, из которых состоит молекула ДНК. Ключевыми ингредиентами являются углерод, водород, кислород и азот.

Размножение: природная копировальная машина

Одной из особенностей, отличающих живое от неживого, является способность живых существ создавать копии самих себя.

Давайте сравним группу свободно плавающих, неживых аминокислот с аминокислотами, которые организованы в клетку. Живая клетка может воспроизводить себя. Свободно плавающая группа аминокислот не может воспроизводить себя.

-4

ЛУКА смог клонировать себя, то есть тело ЛУКИ смогло разделиться на две клетки. Эти две новые клетки начали делиться и размножаться, и так далее, и тому подобное. В результате очень быстро было создано множество новых клеток, и они были точными копиями своих родительских клеток. Этот процесс, известный как клонирование, также называется бесполым размножением.

Более миллиарда лет вся жизнь на Земле состояла из простых прокариотических клеток, распространившихся по всему океану.

Фотосинтез

Важнейшим событием этого периода стала эволюция фотосинтеза. Примерно через полмиллиарда лет после появления ЛУКИ микроб, известный как цианобактерия – ветвь семейства ЛУКИ – обрел способность преобразовывать солнечный свет в жизненную энергию. Этот метод передавался из поколения в поколение и используется большинством растений сегодня.

Эти ранние фотосинтезирующие клетки не считались растениями, поскольку они были прокариотами. А вот растения, состоящие из эукариотических клеток, многоклеточные.

Что общего между вами и ЛУКОЙ?

Это генеалогическое древо показывает, как все живое произошло от ЛУКИ.
Это генеалогическое древо показывает, как все живое произошло от ЛУКИ.
  • Ваше тело – и тела всех живых существ – состоит из одних и тех же основных ингредиентов (вода, углерод, аминокислоты).
  • Ваше тело состоит из клеток. Все ваши клетки содержат ДНК.
  • ДНК в вашем организме состоит из тех же исходных компонентов, что и ДНК в организме ЛУКИ.

На протяжении сотен миллионов лет единственными формами жизни на Земле были одноклеточные прокариоты. На этом раннем этапе истории эволюция развивалась очень медленно.

Что дальше?

Ветвь семейства ЛУКИ отделилась и развила более сложную клеточную структуру.

Продолжение следует

  • Изображения: CC Attribution: CC BY; CC BY-SA.
  • Чтобы не пропустить новые публикации канала, подписывайтесь на нашу страницу в Телеграм. Там мы публикуем всё самое необычное, таинственное и загадочное.

Спасибо, что вы с нами! Нам будет приятно, а вам несложно – поставить лайк, подписаться и прокомментировать прочитанное.

Наука
7 млн интересуются