Жизнь возникла на Земле дважды независимо
Международная научная группа из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе предложила пересмотреть классическую теорию происхождения жизни. Согласно их работе, опубликованной в журнале Science Advances, переход от химической материи к живым организмам произошел на нашей планете не один, а два раза, причем совершенно независимо.
Новый взгляд на единого предка
Традиционно ученые считали, что все существующие организмы происходят от единственного общего предка — LUCA (Last Universal Common Ancestor). Однако новое исследование ферментов и основных метаболических процессов обнаружило принципиальные различия между двумя древними ветвями жизни — бактериями и археями.
Руководитель исследования Уильям Мартин отметил, что ферменты, отвечающие за одинаковые метаболические реакции, имеют совершенно разную структуру у этих двух групп организмов. Это свидетельствует о том, что бактерии и археи сформировали собственные независимые метаболические системы уже после расхождения с общим предком.
Главные открытия исследования
Ученые пришли к выводу, что LUCA не был в полной мере "живым" организмом. Этот общий предок обладал ферментами только для половины необходимых метаболических реакций, тогда как остальные реакции катализировались природными металлами, находившимися в окружающей среде.
Параллельная эволюция привела к тому, что бактерии и археи независимо друг от друга разработали собственные белковые ферменты для замены неорганических соединений и стали полностью автономными клетками. При этом оба направления развития сохранили единый генетический код, но создали два отдельных истока клеточной жизни.
Роль подводных источников
Ученые предполагают, что первые химические реакции, положившие начало жизни, протекали в экстремальных условиях гидротермальных источников на дне океана. Металлы, растворенные в воде, включая палладий, выполняли функцию катализаторов при преобразовании водорода, аммиака и углекислого газа в органические молекулы.
Исследование также разрешило давнюю научную загадку источника энергии для первичного метаболизма. Если современные клетки используют молекулу АТФ, то на ранних этапах эту роль выполнял фосфит — форма фосфора, которая встречается у гидротермальных источников и вступает в реакции без участия ферментов.
Если эти выводы получат подтверждение в ходе дальнейших исследований, классическое "дерево жизни" потребует существенной переработки. Вместо единого общего ствола оно может иметь две отдельные точки зарождения, сформировавшиеся еще до появления первых полноценных клеток.
