ახალი კვლევის შედეგად გამოვლინდა ინფორმაცია ყველაზე ადრეული წინაპრების შესახებ

თარიღი: 12 ივლისი, 2024 წ.
წყარო: ბრისტოლის უნივერსიტეტი
რეზიუმე:
მკვლევართა საერთაშორისო ჯგუფმა, ბრისტოლის უნივერსიტეტის
ხელმძღვანელობით, ნათელი მოჰფინა დედამიწის ყველაზე ადრეულ
ეკოსისტემას და აჩვენa, რომ პლანეტარული ფორმირების რამდენიმე ასეული
მილიონი წლის განმავლობაში დედამიწაზე სიცოცხლე უკვე აყვავებული იყო.
ყველაფერი, რაც დღეს ცოცხალია, მომდინარეობს ერთი საერთო წინაპრისგან,
რომელიც ცნობილია როგორც LUCA (უკანასკნელი უნივერსალური საერთო
წინაპარი).
LUCA არის ჰიპოთეზირებული საერთო წინაპარი, რომლისგანაც წარმოიშვა
მთელი თანამედროვე უჯრედული სიცოცხლე, დაწყებული ერთუჯრედიანი
ორგანიზმებიდან, როგორიცაა ბაქტერიები, დამთავრებული გიგანტური წითური
ხეებით (ასევე დამიანებით). LUCA წარმოადგენს სიცოცხლის ხის ფესვს, სანამ ის
გაიყოფა დღეს აღიარებულ ჯგუფებად – ბაქტერიები, არქეები და ევკარიოტები.
თანამედროვე ცხოვრება წარმოიშვა LUCA-ს სხვადასხვა წყაროდან: იგივე
ამინომჟავები, რომლებიც გამოიყენება ცილების შესაქმნელად ყველა უჯრედოვან
ორგანიზმში, საერთო ენერგიის მატარებელი მოლეკულა (ATP), უჯრედოვანი
მექანიზმების არსებობა, როგორიცაა რიბოსომა და სხვა, რომლებიც
დაკავშირებულია ცილების წარმოებასთან დნმ-ში შენახული ინფორმაციისგან.
აღსანიშნავია თუნდაც ის ფაქტი, რომ მთელი უჯრედული სიცოცხლე იყენებს
დნმ-ს, როგორც ინფორმაციის შესანახ საშუალებას.
ჯგუფმა შეადარა ცოცხალი სახეობების გენომებში არსებული ყველა გენი,
დათვალა მუტაციები, რომლებიც მოხდა მათ თანმიმდევრობებში დროთა
განმავლობაში, მას შემდეგ, რაც მათი საერთო წინაპარი LUCA იყო.
ზოგიერთი სახეობის გამოყოფის დრო ცნობილია ნამარხი ჩანაწერებიდან და
ამიტომ ჯგუფმა გამოიყენა ნაცნობი განტოლების გენეტიკური ექვივალენტი,

რომელიც გამოიყენებოდა ფიზიკაში სიჩქარის გამოსათვლელად, რათა გაერკვიათ,
როდის არსებობდა LUCA, რისი პასუხიც არის – 4,2 მილიარდი წლის წინ,
დედამიწისა და ჩვენი მზის სისტემის ჩამოყალიბებიდან დაახლოებით ოთხასი
მილიონი წლის შემდეგ.
ბრისტოლის დედამიწის მეცნიერებათა სკოლის თანაავტორმა, დოქტორ სანდრა
ალვარეს-კარეტერომ თქვა: “ჩვენ არ ველოდით, რომ LUCA ასე ძველი იქნებოდა,
დედამიწის ჩამოყალიბებიდან სულ რაღაც ასობით მილიონი წლის შემდეგ
იარსებებდა. თუმცა, ჩვენი შედეგები ემთხვევა თანამედროვე შეხედულებებს
ადრეული დედამიწის დასახლებულობის შესახებ.”
შემდეგ, ჯგუფმა შეიმუშავა LUCA-ს ბიოლოგია ცოცხალი სახეობების
ფიზიოლოგიური მახასიათებლების მოდელირებით, სიცოცხლის მთელი
გენეალოგიიური ისტორიის განმავლობაში LUCA-მდე. წამყვანმა ავტორმა,
დოქტორ ედმუნდ მუდიმ განმარტა: ,,გენების ევოლუციური ისტორია
გართულებულია გენეალოგიურ ხაზებს შორის ურთიერთგაცვლის შედეგად. ჩვენ
უნდა გამოვიყენოთ რთული ევოლუციური მოდელები გენების ევოლუციური
ისტორიის შესადარებლად სახეობების გენეალოგიასთან.”
კვლევის თანაავტორმა, დოქტორ ტომ უილიამსმა, ბრისტოლის ბიოლოგიურ
მეცნიერებათა სკოლიდან, თქვა: ,,ერთ-ერთი რეალური უპირატესობა აქ არის
გენის ხეების და სახეობების ხეების შეჯერების მიდგომის გამოყენება ასეთ
მრავალფეროვან მონაცემთა ბაზაში, რომელიც წარმოადგენს სიცოცხლის მთავარ
სფეროებს არქეებს და ბაქტერიებს. ეს გვაძლევს საშუალებას, დარწმუნებით
ვთქვათ, თუ როგორ ცხოვრობდა ე.წ. LUCA.
კვლევის სხვა თანაავტორმა, პროფესორმა დავიდ პისანიმ განაცხადა: „ჩვენმა
კვლევამ აჩვენა, რომ LUCA რთული ორგანიზმი იყო, რომელიც არც თუ ისე
განსხვავდებოდა თანამედროვე პროკარიოტებისგან, მაგრამ საინტერესო ის არის,
რომ აშკარაა, მას ადრეული იმუნური სისტემა გააჩნდა, რამაც აჩვენა, რომ ჯერ
კიდევ 4.2 მილიარდი წლის წინ ჩვენი წინაპარი ვირუსების წინაღმდეგ
საბრძოლველად გამალებულ შეიარაღებაში იყო ჩართული“.
ასევე თანაავტორმა ტიმ ლენტონმა (ექსეტერის უნივერსიტეტი, გეოგრაფიის
სკოლა) თქვა: „აშკარაა, რომ LUCA ექსპლუატაციას ახდენდა და ცვლიდა გარემოს,
მაგრამ ნაკლებად სავარაუდოა, რომ მარტო ცხოვრობდა. მისი ნარჩენები
იქნებოდა საკვები სხვა მიკრობებისთვის, როგორიცაა მეთანოგენები, რაც ხელს
შეუწყობდა გადამუშავების ეკოსისტემის შექმნას“.

„ამ ნაშრომში გამოყენებული აღმოჩენები და მეთოდები ასევე საფუძველს
წარმოადგენს მომავალი კვლევებისთვის, რომლებიც უფრო დეტალურად
განიხილავენ პროკარიოტების შემდგომ ევოლუციას დედამიწის ისტორიის
ფონზე, მათ შორის ნაკლებად შესწავლილ არქეებზე, მათ მეთანოგენურ
წარმომადგენლებთან ერთად“, დასძინა თანაავტორმა პროფესორმა ანჯა სპანგმა
(ნიდერლანდების სამეფოს ზღვის კვლევითი ინსტიტუტიდან).
კვლევის თანაავტორმა, პროფესორმა ფილიპ დონოგიუმ თქვა: „ჩვენი ნამუშევარი
აერთიანებს მონაცემებსა და მეთოდებს მრავალი დისციპლინიდან, ავლენს
შეხედულებებსა და ცოდნას ადრეული დედამიწისა და სიცოცხლის შესახებ,
რომელთა მიღწევაც მხოლოდ ერთ რომელიმე დისციპლინას არ შეეძლო. ის ასევე
აჩვენებს, თუ რამდენად სწრაფად შეიქმნა ეკოსისტემა ადრეულ პერიოდში.
დედამიწაზე ვარაუდობენ, რომ სამყაროში სხვაგან, დედამიწის მსგავს
ბიოსფეროებზე, სიცოცხლემ შეიძლება წარმატებით იარსებოს.

https://www.sciencedaily.com/releases/2024/07/240712124116.htm