Posledný spoločný predok všetkých živých organizmov (LUCA) žil asi pred 4,5 miliardami rokov, to znamená, že je to prakticky rovnaký vek ako planéta. Biológovia dospeli k takému neočakávanému záveru, keď sa datovali metódou „molekulárnych hodín“… Výsledok je uvedený vo vedeckom článku uverejnenom v časopise Nature Ecology & Evolution skupinou vedenou Davide Pisani z University of Bristol.
Tradičným zdrojom informácií o vývoji života sú samozrejme fosílie. Ale Zem je meniaca sa planéta. Erózia, kontinentálne pohyby, sopečná činnosť a ďalšie geologické procesy postupne vymazávajú stopy z minulosti. Informácie o Archean Eon (pred 4,0 - 2,5 miliardami rokov) sú mimoriadne fragmentárne. Navyše niekedy je úplne ťažké pochopiť, či nájdené fosílie sú biologického pôvodu.
Fosílne záznamy však nie sú jediným zdrojom informácií o vývoji života. Evolučný strom živých organizmov je možné budovať nielen na základe ich anatómie, ale aj interpretáciou kódu DNA. Podobnosti a rozdiely v genóme naznačujú, ako úzko súvisia určité skupiny živých bytostí, a umožňujú zistiť, kto pochádza. Robí sa to rovnakým spôsobom ako pri analýze fosílií. Iba ak majú paleontológovia obmedzený počet vonkajších znakov, ktoré si môžu navzájom porovnávať, potom je genetika v lepšej pozícii: každý z mnohých tisícov génov sa v skutočnosti môže považovať za samostatný znak.
Genetické metódy umožňujú produkovať a datovať vývojové udalosti. Je založená na metóde molekulárnych hodín. Jeho podstata je vo všeobecnosti jednoduchá: verí sa, že mutácie sa hromadia rovnakou priemernou rýchlosťou (hoci v niektorých prípadoch je potrebné zvážiť významné zmeny a doplnenia tohto pravidla). Preto podľa počtu mutácií, ktoré rozlišujú dve vývojové vetvy, je možné posúdiť, ako sa dávno odlišovali.
Celkovo sú výsledky získané dvoma metódami (genomická a paleontologická) v dobrej zhode. To opäť dokazuje, že veda vo všeobecnosti správne reprezentuje históriu života na Zemi. V prípadoch, keď sú fosílne záznamy zlé (ako napríklad v období Archanta), môžu genomické metódy kompenzovať nedostatok vedomostí.
Pisaniho skupina prepočítala mieru mutácie a vybudovala evolučný strom života, pričom sa spoliehala predovšetkým na genomické techniky, ale tiež na použitie fosílnych údajov. Výsledky sú pôsobivé.
Propagačné video:
Pripomeňme, že najstaršie fosílne stopy života sú staré 3,95 miliardy rokov. Neznamená to však, že výsledky autorov novej práce sú v rozpore s paleontologickými údajmi.
Faktom je, že takmer všetky fosílie ktorejkoľvek epochy sú pochované v sedimentárnych skalách. Najstaršie stopy života sa v skutočnosti vzťahujú na najstaršie prežívajúce sedimentárne horniny na Zemi. To znamená, že život mohol existovať oveľa skôr, ale neexistovali žiadne geologické podmienky na to, aby jeho stopy dosiahli náš čas.
Zaznamenali sa aj niektoré ďalšie kľúčové vývojové udalosti. Podľa výpočtov autorov sa teda baktérie a archaea oddelili najskôr pred 3,4 miliardami rokov. Eukaryoty (ktoré zahŕňajú najmä všetky mnohobunkové) sa objavili asi pred 1,84 miliardami rokov. Posledným spoločným predkom všetkých mitochondrií (pripomeňme, že tieto bunkové organely boli podľa všeobecne akceptovaných myšlienok predtým samostatnými organizmami) prežili pred 2 053 - 1,21 miliárd rokov.
Naj senzačnejšie výsledky sa, samozrejme, vzťahujú na životnosť LUCA. Znamená to, že život je v skutočnosti rovnaký vek ako Zem, pretože formovanie planéty skončilo asi pred 4,5 miliardami rokov. Krátko nato zasiahla Theia, po ktorej planéta vôbec nemala pevný povrch, ktorý predstavuje súvislý oceán lávy dýchajúcej oheň.
Tvorba živých vecí z primárnych organických látok tak trvala desiatky, najmenej dve alebo tristo miliónov rokov. Ak sa potvrdia výsledky Pisaniho a jeho kolegov, odborníci budú musieť odpovedať na otázku, ako by sa proces zrodu života mohol dokončiť tak rýchlo.
Pravdepodobnosť chyby však zatiaľ nemožno vylúčiť. Už sme spomenuli, že v metóde molekulárnych hodín existujú významné jemnosti. Vedci dokázali, že v histórii života boli obdobia, keď k mutáciám došlo oveľa častejšie ako v priemere. Niektoré časti genómu sú navyše náchylnejšie na zmeny ako iné. Niektoré organizmy majú systém kontroly mutácií: akonáhle sú v nepriaznivých podmienkach, cielene urýchľujú mutagenézu „v nádeji“, že získajú novú vlastnosť, ktorá im umožní prispôsobiť sa novému prostrediu. Takto napríklad baktérie rozvíjajú rezistenciu na antibiotiká.
Biológovia samozrejme používajú metódu molekulárnych hodín všetky tieto nuansy. Nikto však nemôže zaručiť, že ešte stále neexistuje žiadny faktor, ktorý by skreslil výsledky datovania. Experti dnes robia jedno prekvapenie za druhým a molekulárne základy života sú stále zložitejšie, ako sme si predstavovali.
Anatolij Glyantsev