Нове дослідження припускає, що бактерії та археї могли незалежно одна від одної перейти від неживої хімії до повноцінного життя. Якщо висновки підтвердяться, науковцям доведеться переглянути звичну модель походження всіх сучасних організмів
Фото: magnific.com
Дослідники з Дюссельдорфського університету імені Генріха Гайне проаналізували структури ключових метаболічних ферментів у геномах бактерій та архей.
Головний висновок полягає в тому, що дві найдавніші гілки життя могли окремо розвинути механізми метаболізму — сукупності хімічних реакцій, необхідних клітинам для отримання енергії та створення життєво важливих молекул.
«Нові дані залишають лише один можливий висновок. Бактеріальна й архейна гілки незалежно одна від одної перейшли до вільноживучого стану. Живими є лише вільноживучі клітини», — заявив біолог Вільям Мартін.
Як могло виникнути перше життя
Однією з головних загадок походження життя залишається питання, як перші організми запустили метаболізм. Сучасні клітини використовують для цього ферменти, але самі ферменти також утворюються внаслідок хімічних реакцій.
Саме метаболізм автори роботи вважають принциповою межею між живим і неживим. Наприклад, віруси здатні розмножуватися, проте не мають власної системи метаболічних реакцій.
Також читайте: Учені створили сонячний елемент з рекордною ефективністю
Автори дослідження припускають, що спочатку роль каталізаторів виконували метали в середовищі гідротермальних джерел. Вони могли перетворювати водень, аміак, вуглекислий газ та інші сполуки на молекули, потрібні для формування протоклітин.
За словами науковців, останній універсальний спільний предок усіх клітин, відомий як LUCA, мав ферменти лише приблизно для половини метаболічних реакцій. Решту забезпечували метали з навколишнього середовища.
Згодом протоклітини почали виробляти дедалі більше власних ферментів і поступово втрачали залежність від зовнішніх каталізаторів. Лише після цього вони могли стати повноцінними вільноживучими клітинами.
Чому це змінює уявлення про еволюцію
Ключовим є те, що цей перехід, імовірно, завершився вже після розділення бактерій та архей. Обидві гілки могли незалежно створити різні за будовою ферменти для виконання однакових життєво важливих реакцій.
Дослідники також запропонували можливу заміну молекулі АТФ, яка нині є основним джерелом енергії для клітинного метаболізму. У лабораторних умовах фосфіт і паладій змогли запускати реакції фосфорилювання без участі АТФ та ферментів.
Якщо подальші дослідження підтвердять ці висновки, звичне дерево життя може мати не один спільний стовбур, а два окремі. Вони могли розійтися ще до того, як перші клітини стали повністю живими.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Учені знайшли атмосферу на кам’янистій планеті в зоні життя
Вчені здійснили прорив у перетворенні пластику на водневе паливо
Магнітне поле Землі швидко слабшає: чим це загрожує
Джерела: ScienceAlert, Phys.
Telegram 
Viber 
