Ce este LUCA, strămoșul comun al tuturor formelor de viață de pe Pământ. Noi descoperiri

Într-un studiu publicat recent în prestigioasa revistă Nature, cercetătorii susțin că au identificat nu doar cum ar fi putut arăta, ci și când a apărut organismul care a dat naștere tuturor formelor de viață de pe Terra. Nu pentru că a fost primul, ci primul în stare să supraviețuiască.

Ideea unui strămoș comun al tuturor formelor de viață nu este una nouă. Erasmus Darwin, bunicul faimosului naturalist britanic Charles Darwin, a expus o astfel de idee încă din secolul al XVIII-lea, pentru ca, în 1859, nepotul său să o expună sub forma unei teorii coerente în „Originea Speciilor”.

De atunci, oamenii de știință au tot încercat să explice două aspecte cruciale ale acestei teorii, fără a ajunge însă la un consens în mediul academic. Este vorba despre modul în care arăta prezumptivul LUCA (last universal common ancestor) și, foarte important, când a apărut acesta.

Ipotezele cu privire la apariția acestei forme de viață indicau date care mergeau de acum 4,5 miliarde de ani (dată care coincide cu etapa de început a formării Terrei), până acum circa 3,4 miliarde de ani. Iar dovezile, nu lipsite de controverse, au oscilat când între una dintre cele două variante, când către cealaltă.

În studiul publicat în revista Nature Ecology & Evolution, specialiștii susțin însă că au un răspuns la cele două întrebări.

Natura misteriosului organism LUCA

Pentru a putea identifica originile acestui unic strămoș al formelor de viață, autorii studiului au selectat genomurile a peste 700 de specii de bacterii și arheobacterii de pe toată planeta. Astfel, au dorit să acopere datele genetice ale acestor grupuri și să aibă o imagine de ansamblu asupra datelor genetice ale regnului în cauză. 

Pasul următor a fost sortarea genelor acestora în familii, pentru a clasifica rolul pe care îl au în organismele mai evoluate. Astfel, s-a putut reconstrui un veritabil traseu metabolic al diferitelor gene existente în toate grupele animale, precum și al relațiilor evolutive dintre specii.

Cercetătorii au putut identifica un set de gene care ar fi fost prezente în LUCA sau, dacă preferați, un set de gene primordiale. Iar rezultatele au surprins.

Nu primul, ci primul în stare să supraviețuiască

Un detaliu extrem de important a fost acela că LUCA nu era capabil de fotosinteză, un proces chimic pe care multe dintre bacteriile moderne îl folosesc pentru a supraviețui. În schimb, ar fi avut un genom suficient de complex pentru a fi încadrat în grupul arheobacteriilor sau chiar al bacteriilor.  

Plecând de la aceste observații, cercetătorii au ținut să sublinieze un aspect crucial, greșit interpretat de către mulți. Acela că LUCA nu a reprezentat prima formă de viață de pe Terra, ci cea mai veche care a supraviețuit. LUCA a fost una suficient de adaptabilă încât să supraviețuiască în medii extrem de ostile, să se adapteze, să evolueze și să își ducă genele până în prezent. Singurul organism primordial care a reușit acest lucru.

Data nașterii: acum 4,2 miliarde de ani. Nu râdeți, e importantă data

Autorii studiului au folosit, de asemenea, o metodă care le-a permis să identifice genele care s-au duplicat plecând de la LUCA. Iar pe o astfel de scală descendentă, aceștia au putut identifica momentul în care a apărut un atare organism.

Cel mai probabil, afirmă specialiștii citați, LUCA era deja prezent pe Terra acum aproximativ 4,2 miliarde de ani. Și, așa cum subliniam, o astfel de dată are implicații uriașe.

În primul rând, originea vieții este trimisă direct în Hadean (4,567 – 4,016 miliarde de ani), prima eră geologică din istoria Terrei, una marcată de un vulcanism extrem, de impactul cu alte corpuri cerești și de temperaturi uriașe. 

De altfel, însăși denumirea de Hadean face referire la condițiile infernale existente pe planeta noastră la începuturile ei.

Faptul că LUCA exista deja atunci și, mai ales, că nici măcar nu era prima sau singura formă de viață, implică o origine extraterestră a vieții, sau panspermia. De asemenea, indică faptul că apariția codului genetic a fost una mult mai rapidă decât și-ar fi imaginat cineva, iar acesta a apărut concomitent cu primele etape geologice ale Terrei.

Este adevărat, subliniază oamenii de știință implicați în acest proiect, că tabloul reconstrucției lui LUCA este unul incomplet. Dar se deschid enorm de multe ipoteze. De pildă, faptul că un astfel de organism s-a dovedit atât de adaptabil ridică miliarde de posibilități ca un altul să fi cunoscut un succes similar pe alte planete. Posibil, chiar în sistemul nostru solar.