Când studiem originea vieții pe Pământ, ne confruntăm cu o problemă serioasă. Putem studia evoluția doar până la un punct foarte specific: apariția organismului pe care oamenii de știință îl numesc LUCA . LUCA se descifrează ca „ Ultimul strămoș comun ” . Acesta este organismul viu din care au provenit toate grupurile principale pe care le găsim astăzi: eubacterii, arhebacterii, protozoare, plante, ciuperci și animale. Când biologii evoluționiști încearcă să urmărească originea tuturor ființelor vii în trecut , ei ajung întotdeauna să recreeze acest organism ipotetic, dar dincolo de acesta nu știm nimic.
Cuprins
Problema este că oamenii de știință consideră că majoritatea caracteristicilor care alcătuiesc viața erau deja prezente în așa-numitul bulion primitiv și în ființele care îl populau, la granița dintre ceea ce poate fi considerat viu și ceea ce nu . Acolo ar fi putut fi descoperite membrane celulare, molecule de material genetic sau chiar proteine relativ complexe. Și în această lume pre-viață, este posibil să fi existat încercări de apariție a vieții înainte de ultimul strămoș comun, care nu au avut succes.
Este ușor să emiți ipoteze, dar este dificil să găsești dovezi și metode științifice pentru a le confirma. Metoda include analiza genelor paraloge universale — un tip special de gene care sunt prezente în toate organismele vii, dar care au evoluat în mod diferit în fiecare dintre ele.
Genele paraloge pot fi o fereastră către trecut.
Genele paraloge sunt gene care au mai multe membri într-un singur genom. De exemplu, la om există șase gene diferite care produc globinele — proteine care transportă oxigenul către țesuturi. Toate aceste gene provin din același loc: din gena inițială a globinei, care, potrivit estimărilor, a apărut acum 800 de milioane de ani. Pentru a ajunge la starea actuală, acest gen s-a duplicat de mai multe ori, iar fiecare copie a suferit modificări până când a dat naștere celor șase gene ale globinei pe care le găsim astăzi, inclusiv hemoglobina din sângele nostru.
Cu toate acestea, gena paralogă universală este un tip special de genă care are cel puțin două copii în fiecare linie de organisme vii moderne. Deoarece toate organismele vii au cel puțin două copii ale acestei gene, este probabil ca LUCA să fi avut, de asemenea, două copii ale acestei gene și, prin urmare, evenimentul de duplicare a avut loc înainte de LUCA.
„Istoria acestor gene paralogice universale este singura informație de care dispunem despre cele mai vechi linii celulare, așa că trebuie să extragem cu atenție toate cunoștințele posibile din ele”, spune Fournier. Deși, deocamdată, sunt cunoscute foarte puține gene.
Reconstrucția vieții înainte de viață
Majoritatea genelor paralogice universale descoperite de ei sunt legate de producerea de proteine sau de transportul moleculelor din interiorul celulei spre exterior. Cu alte cuvinte, dacă comparăm acest lucru cu construirea unei case, aceste gene sunt responsabile de așezarea cărămizilor și de îndepărtarea resturilor și a gunoiului din exterior spre interior. Este logic, deoarece pentru existența vieții este necesară diferența dintre mediul intern și extern al celulei, care permite crearea de diferențe de potențial și contribuie la biochimia celulară. Prin urmare, genele paralele universale sunt legate de homeostază — capacitatea ființelor vii de a menține un mediu intern stabil și echilibrat.
Cu toate acestea, autorii îndeamnă comunitatea științifică să continue cercetarea acestor gene pentru a afla mai multe despre trecut. Într-un studiu anterior, laboratorul Goldman a reușit să recreeze una dintre aceste proteine antice, folosind metode de biologie computațională și sintetică. Această proteină inițială era mai simplă decât proteinele moderne, dar putea îndeplini funcții precum legarea de membrana celulară și participarea la producerea și transportul altor proteine.
„Făcând paralele universale, putem lega primii pași ai vieții pe Pământ de instrumentele științei moderne”, spune Kachar. „Mai mult, acest lucru ne oferă posibilitatea de a transforma cele mai profunde mistere ale evoluției și biologiei în descoperiri pe care le putem verifica în mod real”. Cu alte cuvinte, după aproximativ 4,5 miliarde de ani de evoluție, acele creaturi care au precedat tot ceea ce găsim astăzi au putut reveni la viață și, datorită acestui fapt, am putut înțelege nu numai ce reprezintă viața astăzi, ci și cum ar putea fi.
