Життя на Землі могло виникати двічі: деталі
Те, що на Землі існує життя, є результатом неймовірного ланцюга подій, який триває понад 4 мільярди років. Але головна загадка залишається незмінною: як нежива матерія вперше перетворилася на організми, здатні живитися, розмножуватися та еволюціонувати?
Нове дослідження вчених із Heinrich Heine University Düsseldorf припускає, що відповідь може бути ще більш дивовижною: життя могло виникнути не один раз, а двічі, повідомляє Science Alert.
Робота, опублікована у журналі Science Advances, стверджує, що два головні напрями раннього життя — бактерії та археї — могли незалежно пройти шлях від неживої хімії до повноцінних живих клітин.
Один генетичний код, але два походження життя
Дослідники проаналізували структури ключових ферментів, які беруть участь у метаболізмі — наборі хімічних реакцій, завдяки яким живі організми отримують енергію та створюють необхідні молекули.
Вчені виявили, що ферменти, які виконують однакові життєво важливі функції у бактерій та архей, не завжди мають спільне еволюційне походження.
Це може означати, що ці дві групи організмів не успадкували один і той самий механізм запуску життя, а окремо винайшли власні способи існування.
Як неживе могло стати живим
Підписуйтеся на наші соцмережі
Однією з найбільших проблем у дослідженні походження життя є так зване «питання курки і яйця».
Ферменти допомагають створювати хімічні реакції в клітинах. Але самі ферменти є продуктами цих реакцій. Тож як перші організми могли запускати метаболізм без готових ферментів?
Вчені припускають, що перші кроки могли відбутися у природних середовищах, багатих на хімічно активні речовини — наприклад, біля гідротермальних джерел на дні океанів.
Метали, які там природно присутні, могли виконувати роль перших каталізаторів і запускати реакції, необхідні для появи складних органічних молекул.
З часом майбутні клітини почали створювати власні ферменти, поступово зменшуючи залежність від навколишнього середовища.
LUCA міг бути лише частиною історії
Науковці часто використовують поняття LUCA — Last Universal Common Ancestor, тобто останній універсальний спільний предок усіх сучасних живих організмів.
Раніше вважалося, що саме LUCA був своєрідним «стовбуром» дерева життя, від якого пішли всі інші форми життя.
Однак нове дослідження припускає інший сценарій.
За словами вчених, LUCA міг мати лише частину необхідних метаболічних механізмів. Інші реакції забезпечувалися металами навколишнього середовища.
А вже після розділення бактерій та архей ці дві лінії могли незалежно розвинути власні ферментні системи й стати повноцінними живими клітинами.
Вчені знайшли можливий «попередник» сучасної енергії клітин
Ще одна загадка пов’язана з молекулою ATP — головним джерелом енергії для сучасних клітин.
Проблема у тому, що ATP також виробляється за допомогою ферментів, яких у найперших формах життя ще не існувало.
Дослідники припускають, що на ранніх етапах могли працювати інші хімічні механізми.
Наприклад, реакції за участю фосфіту — природної форми фосфору, яка зустрічається у гідротермальних джерелах, — могли запускати процеси, подібні до сучасного енергетичного обміну.
Історію життя можуть переписати
Якщо результати підтвердять інші дослідження, уявлення про походження життя може змінитися.
Замість одного дерева життя з єдиним коренем науковці можуть отримати іншу картину — два окремі корені, які виникли ще до появи перших справжніх клітин.
Це відкриття не відповідає на всі питання про появу життя, але наближає вчених до розуміння одного з найбільших секретів Всесвіту: як із простих хімічних речовин виникли організми, здатні думати, розвиватися й змінювати планету.