Последний общий предок всех земных организмов жил 4,2 миллиарда лет назад

Международная команда генетиков под руководством ученых Бристольского университета реконструировала геном предка всего живого на Земле. Согласно генетической датировке, этот микроб жил в океане 4,2 миллиарда лет назад.

За последний год на основе датировки древнейших кристаллов циркона сразу несколько групп ученых пришли к выводу, что суша на Земле появилась всего через несколько сотен миллионов лет после формирования планеты и началась тектоника плит. Это поставило вопрос о более ранней датировке начала земной жизни. И в новом исследовании генетики подтвердили гипотезы геологов.

Последним общим предком всех живых организмов на Земле был микроб, который жил 4,2 миллиарда лет назад. У него был довольно большой геном, кодирующий около 2600 белков. Он питался газообразным водородом и углекислым газом, умел защищаться от ультрафиолета и имел примитивную иммунную систему для борьбы с вирусами-бактериофагами.

К такому выводу пришло новое исследование, проведенное международной командой генетиков под руководством ученых из Бристольского университета, Великобритания.

Результаты опубликованы в журнале Nature ecology & evolution.

Идея датировки по геному основана на оценке скорости мутаций. Если мы возьмем достаточно большое количество различных современных видов, то можем в наборе современных геномов выделить ту часть, которую принадлежала их общему предку. Это – "корень" генетического дерева. Потом мы оцениваем сколько времени необходимо, чтобы накопились все мутации, сформировавшие современные организмы, и получаем датировку, когда общий предок жил.

В 2016 году исследователи из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе, использовали такой подход, чтобы показать, каким был LUCA (последний универсальный общий предок). Они пришли к выводу, что он жил в бескислородной среде и был "термофилом". Он питался газообразным водородом (H2). Возможной средой его обитания были глубоководные подводные вулканы. Они давно рассматриваются учеными, как возможное место начала земной жизни. Другие исследователи показали, что LUCA жил не позднее, чем 3,8 миллиарда лет назад.

В новой работе генетики сравнили геномы 700 современных микробов, выделили "корень" генетического дерева и оценили время, за которое могли из него развиться современные организмы. Ученые показали, что исходный геном уже был сформирован не позднее, чем 4,2 миллиарда лет назад. Особенный интерес представляет то, что у LUCA найден ген, который защищал его от ультрафиолета. Это значит, что наш первый предок мог жить не только на глубине, но и в поверхностных водах. У LUCA был механизм защиты от вирусов-бактериофагов. Это значит он жил в развитой экосистеме, где ему приходилось защищаться от других организмов.

Анализ не дает ответа на вопрос, как зародилась жизнь, но показывает, что сложный клеточный организм, похожий на современные микробы, развился всего через несколько сотен миллионов лет после образования Земли.