Poslední univerzální společný předek (LUCA) veškerého života na Zemi se objevil v plně formované formě až před asi 4,2 miliardami let. Místo toho některé z jeho genetických složek pocházejí z ještě starších, nyní záhadných zdrojů. Tento objev, na který upozornili biologové Aaron Goldman, Greg Fournier a Betul Kachar, naznačuje, že základy života jsou hlubší a složitější, než se dříve myslelo.
Hluboké kořeny genetického kódu života
Studie se zaměřuje na „univerzální paralogy“ – duplicitní geny nacházející se ve všech odvětvích života. Tyto geny se musely zdvojnásobit před divergenci druhů, což znamená, že jejich původ předchází LUCA. Jestliže LUCA představuje kmen rodokmenu života, pak tyto paralogy představují skryté kořeny: prastaré jednobuněčné organismy, které položily základ veškeré následné evoluci.
Proč na tom záleží: Fosilní záznamy tohoto období jsou neúplné, takže geny jsou naším primárním historickým záznamem. Sledováním těchto univerzálních paralogů mohou vědci prozkoumat nejranější fáze života na Zemi. Nejde jen o zaplnění mezer v našem chápání evoluce, ale také o získání náhledu na samotné mechanismy, které umožnily vznik života.
Ztracená historie ukrytá v naší DNA
Genetická historie je zaujatá ve prospěch přeživších. Druhy, které nezanechávají žádné potomky, jsou účinně vymazány ze záznamu, což ztěžuje rekonstrukci úplného obrazu. Mnoho starověkých paralogů bylo pravděpodobně ztraceno v průběhu času kvůli evolučnímu tlaku, genetickému posunu nebo horizontálnímu přenosu genů (kde si bakterie vyměňují genetický materiál).
To znamená, že geny, které můžeme studovat, jsou pravděpodobně jen špičkou ledovce. Několik známých univerzálních paralogů hraje zásadní roli v základních biologických procesech, jako jsou:
- Genetický transport: Mechanismus tvorby proteinů z RNA je pravděpodobně nejstarším molekulárním systémem, který se stále používá.
- Produkce enzymů: Včetně aminoacyl-tRNA syntetáz, které zajišťují přidání správných aminokyselin do proteinů. Nedávný výzkum naznačuje, že tyto enzymy samotné mají předky z doby před LUCA.
- Funkce buněčné membrány: Udržování strukturální integrity buněk.
Složitost raných genetických systémů
Skutečnost, že některé enzymy podílející se na syntéze proteinů existovaly před LUCA, naznačuje, že rané formy života byly schopny začlenit aminokyseliny do geneticky kódovaných proteinů ještě před evolucí moderních genetických kódů. To implikuje složitější evoluční cestu, než se dříve myslelo, zahrnující koevoluci s biosyntézou aminokyselin.
“Historie těchto univerzálních paralogů je jedinou informací, kterou kdy budeme mít o těchto nejstarších buněčných liniích, takže z nich musíme pečlivě vytěžit co nejvíce znalostí.” – Greg Fournier, MIT
Závěrem, objev genů před LUCA zpochybňuje naše chápání původu života. Přestože celý rozsah těchto starověkých genetických příspěvků zůstává skrytý časem a evolucí, pokračující výzkum slibuje odhalit další vodítka o hluboké, skryté historii života na Zemi.
