Euroopa teadlased: tema võis olla esimene elusorganism Maal ja see oli väga ammu

Digitaalne illustratsioon, mis näitab varaseid mikroobe, kes suhtlevad viirustega. Foto: Science Graphic Design

Maa oli kunagi tühi ja viljatu, kuid kõik muutus, kui varajase planeedi keemiast tekkis midagi, mis hakkas liikuma – töödeldes saadaval olevat materjali ellujäämiseks ja paljunemiseks.

Küsimused selle kohta, mis see oli ja millal see esmakordselt ilmus, on inimkonda vaevanud juba niikaua, kui suudame küsida: «Kes ma olen?»

Nüüd on uus uuring leidnud mõningaid vastuseid – ja elu tekkis Maal juba üllatavalt vara.

Teadlased on uurinud tänapäeval elavate organismide genoomi ja määranud, et viimane universaalne ühine esivanem (last universal common ancestor ehk LUCA) – esimene organism, millest pärineb kogu tänapäeval Maal eksisteeriv elu – ilmus juba 4,2 miljardit aastat tagasi.

Maailma vanuseks hinnatakse umbes 4,5 miljardit aastat. See tähendab, et elu tekkis siis, kui planeet oli veel praktiliselt vastsündinu.

«Me ei oodanud, et LUCA oleks nii vana, vaid mõnesaja miljoni aasta kaugusel Maa moodustumisest,» märgib evolutsioonibioloog Sandra Álvarez-Carretero Bristoli Ülikoolist. Kuid tulemused sobivad varajase Maa elamiskõlblikkuse kaasaegsete vaadetega.

Varajane Maa oli väga erinev paik, mille atmosfäär oleks tänapäeva elu jaoks äärmiselt mürgine. Hapnik, mida praegune elu vajab, ilmus planeedi evolutsiooniloos suhteliselt hilja, alles umbes 3 miljardit aastat tagasi.

Kuid elu tekkis juba enne seda; meil on mikroobide fossiile 3,48 miljardi aasta tagusest ajast. Teadlased arvavad, et Maa tingimused võisid olla piisavalt stabiilsed elu toetamiseks juba umbes 4,3 miljardit aastat tagasi.

Kuid meie planeedil toimuvad erosioonilised, geoloogilised ja orgaanilised protsessid teevad selle elu tõendite leidmise peaaegu võimatuks.

Seetõttu otsustas Bristoli Ülikooli fülogeneetiku Edmund Moody juhitud teadlaste meeskond otsida mujalt: elusorganismide genoomidest ja fossiilsetest andmetest.

Nende uuring põhineb niinimetatud molekulaarsel kellal. Põhimõtteliselt saame hinnata mutatsioonide esinemise määra ja lugeda nende arvu, et määrata, kui palju aega on möödunud sellest, kui organismid lahknesid ühisest esivanemast.

Kõigil organismidel, alates kõige tagasihoidlikumast mikroobist kuni vägevaima seeneni, on mõned ühised jooned. On olemas universaalne geneetiline kood. Valkude valmistamise viis on sama. On peaaegu universaalne 20 aminohappe komplekt, mis on kõik orienteeritud samal viisil. Ja kõik elusorganismid kasutavad adenosiintrifosfaati (ATP) energiaallikana oma rakkudes.

Moody ja tema kolleegid uurisid välja, kui kaua on möödunud sellest, kui LUCA järeltulijad hakkasid lahknema, tuginedes nende sarnasustele ja erinevustele. Kasutades keerukaid evolutsioonilisi mudeleid, suutsid nad õppida rohkem LUCA enda kohta – mis see oli ja kuidas see ellu jäi Maal, mis oli oma järeltulijatele nii vaenulik.

Nad leidsid, et LUCA oli tõenäoliselt väga sarnane prokarüoodiga – üherakulise organismiga, millel pole rakutuuma. See ei sõltunud ilmselt hapnikust, kuna hapnikku oli toona lihtsalt väga vähe. See pole mikroobi jaoks ootamatu, seega tootis tema ainevahetus tõenäoliselt atsetaati.

Kuid oli veel midagi huvitavat. LUCA ei olnud tõenäoliselt üksi.

«Meie uuring näitas, et LUCA oli keeruline organism, mitte liiga erinev tänapäevastest prokarüootidest,» ütleb fülogeneetik Davide Pisani Bristoli Ülikoolist.

Kuid mis on tõeliselt huvitav - tal oli varajane immuunsüsteem, mis näitab, et juba 4,2 miljardit aastat tagasi osales meie esivanem viirusetõrje võidurelvastumises.

Kuna selle ainevahetusprotsessid oleksid tootnud jäätmeid, mida teised eluvormid võisid kasutada, võisid nad ilmuda varsti pärast LUCA-t.

See viitab sellele, et evolutsioonilises ajaloos kulub suhteliselt vähe aega, et planeedil tekiks täielik ökosüsteem – leid, millel on palju laiemad tagajärjed kui ainult meie väikesel sinisel planeedil.

«Meie töö ühendab andmeid ja meetodeid mitmest distsipliinist, paljastades varajase Maa ja elu kohta teadmisi, mida ükski distsipliin üksi ei suudaks saavutada,» selgitab paleobioloog Philip Donoghue Bristoli Ülikoolist. «Samuti näitab see, kui kiiresti varajasel Maal tekkis ökosüsteem. See viitab sellele, et elu võib õitseda Maa-sarnastes biosfäärides ka mujal universumis.»

Uuring avaldati ajakirjas Nature Ecology & Evolution.

Allikas: ScienceAlert