Учёных давно интересует вопрос: от кого произошли все ныне живущие формы жизни? Чем этот гипотетический общий предок питался, где жил и чем дышал? Современные научные данные позволяют узнать ответы на эти весьма интересные вопросы.
Как можно понять из филогенетического древа выше, все живые организмы делятся на 3 основные группы: бактерии, археи и эукариоты. Бактерии - это одноклеточные организмы, не имеющие клеточного ядра, археи - похожие на бактерий организмы, но они отличаются от них тем, что имеют несколько типов РНК-полимеразы и обычно живут в экстремальных и/или организменных условиях (солёные озёра, горячие источники, болота, океаны, кишечник жвачных животных и людей), в отличие от бактерий, распространённых повсеместно. Ну и эукариоты - самый известный домен живых организмов, к которому относимся мы - как мы знаем из школьной программы, они отличаются тем, что имеют клеточные ядра. Надо отметить, что в какой-то момент эволюционные пути бактерий и архей с эукариотами разошлись и они развивались отдельно. Возможно, эукариоты произошли от каких-то прогрессивных архей, на что могут указывать сходства в их процессе репликации ДНК, а трансляция начинается с одной и той же аминокислоты - метионина.
А что же с вирусами и инфекционными агентами вироидами? Эти вредные товарищи устроены очень просто: по сути вирус - это ДНК и РНК (а иногда даже ДНК нет), облепленные белками, а вироиды и вовсе состоят только лишь из кольцевой РНК. Так что на протяжении истории жизни на Земле вирусы и вироиды могли появляться неоднократно и параллельно клеточным формам жизни, примерно тогда же, когда появились первые живые клетки. Хотя на этот счёт есть много разных гипотез, например, о том, что вирусы когда-то были мелкими клетками, паразитирующими в более крупных клетках. С течением времени эти клетки предположительно утратили гены, которые были «лишними» при паразитическом образе жизни. Эта гипотеза основывается на наблюдении, что некоторые бактерии, а именно риккетсии и хламидии, представляют собой клеточные организмы, которые, тем не менее, подобно вирусам могут размножаться только внутри другой клетки. Эту гипотезу также называют гипотезой дегенерации или гипотезой редукции. В любом случае: исследования пока не прояснили, какая из трёх основных гипотез верна. Однако представляется маловероятным, чтобы все современные вирусы имели общего предка, и, возможно, в прошлом вирусы независимо возникали несколько раз по одному или нескольким механизмам, так как между различными группами вирусов имеются значительные различия в организации генетического материала.
Хорошо. С вирусами мы разобрались. Но что насчёт общего предка всех ныне живущих организмов?
Последний универсальный общий предок (Last Universal Common Ancestor или LUCA - произносить как "ЛУКА"), на самом деле, не был первым живым организмом на Земле. Он был последним видом, стоящим перед разделением биосферы на бактерий и архейско-эукариотическую ветвь. Но вот каким он был?
На основе генетических молекулярных анализов учёные предполагают следующее:
- LUCA не дышал кислородом. Он был анаэробной формой жизни, для дыхания ему кислород не требовался. Он преобразовывал углекислый газ (CO2), которого у него было в избытке, в органические вещества.
- Клетка LUCA предположительно жила в глубоководных гидротермальных источниках, образуемых при взаимодействии морской воды с магмой под океанским дном.
- Когда говорят об общем предке в единственном числе, это не значит, что речь идет об одной-единственной клетке. Как отмечает Винарский, под LUCA подразумевают как минимум популяцию одноклеточных организмов. Это предковый вид всех ныне живущих видов, в состав которого могли входить миллионы и миллиарды особей. Все они были прокариотами — простейшими одноклеточными организмами без ядер, хромосом, митохондрий, хлоропластов и т. п.
- Наследственную информацию LUCA хранил, используя молекулы ДНК, но он еще не имел хромосомного аппарата. Считывание (транскрипция) этой информации проводилось, как и во всех современных клетках, с помощью рибосом и молекул РНК. LUCA обладал всем необходимым внутриклеточным оснащением, чтобы размножаться и обмениваться с окружающей средой энергией и веществами, необходимыми для жизнедеятельности. Возможно, что его тело (клетку) окружала вполне сформированная мембрана, похожая на те клеточные мембраны, которые есть у современных бактерий и эукариот. Через нее LUCA получал извне все необходимое и избавлялся от ненужных веществ.
Надо сказать, мы никогда не сможем найти того самого LUCA, существование которого предполагается исследователями. Такие микроорганизмы, как он, не окаменевают, за исключением редких случаев, в палеонтологической летописи они неуловимы. И даже если мы на машине времени отправимся в архейскую эпоху и будем изучать геотермальные источники - то мы вряд ли опознаем того самого последнего универсального общего предка, ибо на заре жизни родство организмов была куда запутаннее.
Автор статьи: Viggo Jackson