Результаты первой реконструкции LUCA – общего предка бактерий и архей, а значит и всего живого на планете, – уже публиковались. И с тех пор уточняются исследователями. Ибо лишь кажется, что метод прост, – предок обладал генами общими для всех потомков, и достаточно выделить таковые. Недостаточно. Потому что, именно бактерии и археи имеют обычай длину своих геномов контролировать, для экономии, – как материалов, так и времени, ведь, чем короче ДНК, тем быстрее можно осуществить её репликацию при делении, – выбрасывая из них «лишнее».
Оставшиеся же участки в порядке той же оптимизации могут свои функции менять. «Гены», ранее понимавшиеся, как достаточно условные «единица наследственности» или «признак», ныне чаще трактуются, более конкретно, – как способность к синтезу определённого белка. Таковая кодируется некой последовательностью «звеньев» ДНК. При сокращении же генома оставшаяся часть набора может начать кодировать другие реакции, – самостоятельно, или войдя в состав нового «гена»…
Всё это приходится распутывать, вычисляя, какие гены у бактерий имелись «предначально». Сейчас-то их может не остаться почти ни у кого. Но если одинаковый ген или его фрагменты наличествуют у неродственных линий, значит он был и у предковой формы… И, естественно, все выводы такого рода достаточно спорны. Однако в случае с LUCA речь не идёт о достоверности. Скорее, о получении новой информации к размышлению.
Информация же местами действительно интересна. Ибо все попытки Луку в новой редакции как-то омолодить – провалились. Жил этот организм между 4.3 и 4.1 миллиардами лет назад, – ещё в катархее. Причём, «жил» в данном случае означает, что бактерии и археи разделились в этот момент. Можно сказать, что идёт речь о «дате смерти» Луки, а не о дате его рождения… Не стал Лука и проще, – со всеми уточнениями предначальный геном разросся до 2.8 миллионов пар оснований. Это мало, но в 20 раз больше, чем у современной бактерии Carsonella ruddii (правда, паразитической). И в 20 тысяч раз больше, чем у вероятного прародителя всей земной биосферы – абиогенной РНК. Возраст же РНК мира никак не может быть больше максимального возраста Луки, – те же 4.3 миллиарда лет…
И нет смысла лишний раз подчёркивать, что всё это – странно. Всё это уже было странно в предыдущий раз, когда сообщались первые результаты реконструкции. Сравнение с современными бактериями также показывает, что LUCA не был озабочен вопросом скорости деления.
На данном же этапе учёные пошли дальше поиска ответа на вопрос, что у общего предка уже было. А было у него уже много чего. Установлено, например, что LUCA дышал водородом, – найти который не составляло проблемы в первичной атмосфере катархейской Земли, – восстанавливая им углерод из углекислого газа и железо – для получения энергии. Был LUCA термофилом, что также не удивительно в катархее. Удивительным же оказалось то, что предок бактерий и архей поглощал из среды и готовую органику.
...Казалось бы, почему «удивительно»?Первичный бульон, состоящий из абиогенной органики на 1% будто бы располагает к использованию готовых макромолекул... Но как вяжется длинный геном Луки с «первичным бульоном»? LUCA должен являться результатом эволюции, за время которой бульон наверняка был бы съеден… Из чего следует, что первопредок поглощал, – хотя это и не было для него основным источником углерода, – органику биогенную. Очевидно, в одной среде с ним существовали и другие организмы.
О том же говорит отмечавшаяся прежде, а теперь подтверждённая, «вооружённость» Луки. Организм был способен синтезировать белки, демонтирующие чужую ДНК, что ныне требуется клеткам для защиты от вирусов. Существовали ли вирусы в современном понимании ещё в катархее, – отдельный вопрос. Из паразитических клеточных организмов развиться они наверняка бы не успели, а значит речь может идти лишь о ещё не создавших свои клетки автокаталитических молекулах, – реликте РНК-мира.
...Но как отмечалось выше, на данном этапе учёные пошли дальше вопроса, что уже было у LUCA,задавшись другим: чего у него не было… И вот тут начались главные сюрпризы. Компонуя из выявленных генов метаболические цепи учёные обнаружили, что, при всех своих достоинствах, LUCA, как оказалось, не имел много такого, без чего свободноживущий организм представить нельзя. Проще говоря, не являлся самодостаточным существом и не мог сам по себе функционировать.
При всей неожиданной огромности генома, LUCA являлся только частью чего-то. Может быть, сообщества микроорганизмов, – на это указывает способность использовать готовые молекулы, производимые, в таком случае, симбионтами, – но это кажется сомнительным. Сообщество предполагает разнообразие форм жизни и длительную эволюцию, для которой нет времени. Другой вариант, – LUCA был встроен в химические процессы, протекающие в жерле горячего источника. Такой вариант, кстати, тоже объясняет, откуда этот организм брал готовую органику.
Если это так, то взгляды на сам по себе феномен «общего предка», – да и на эволюцию жизни на Земле, – в корне меняются. Собственно, в таком случае бактерии и археи общего предка просто не имели, так как произошли от чего-то ещё «полуживого», – протобионта, в метаболизме которого сочетались биогенные и абиогенные процессы… Что в какой-то мере объясняет размер генома. Лука не торопился делиться, чтобы ассимилировать все ресурсы, так как использовал ресурсы возобновимые, поступающие из абиогенного источника.
Любопытной также является гипотеза, в рамках которой LUCA и не был ещё похож на живой организм. Учитывая его отношения с железом и серой, клеточная мембрана Луки могла быть неорганической, – состоять из пирита. В таком случае, «преджизнь» представляла собой наросты из золотистых нанотрубок окружающие жерло «чёрного курильщика». Такая концепция перекликается с гипотезой зарождения жизни в грязевых вулканах, но это уже отдельный вопрос.