Naujas tarptautinės mokslininkų komandos tyrimas iš esmės keičia tai, kaip suprantame gyvybės atsiradimą Žemėje. Bristolio universiteto biologai, pasitelkę pažangiausius genetinių duomenų analizės metodus, nustatė, kad pirmosios sudėtingos ląstelės – eukariotai – atsirado gerokai anksčiau, nei iki šiol manyta, ir svarbiausia – tai įvyko pasaulyje, kuriame beveik nebuvo deguonies.
Tai atradimas, kuris meta tiesioginį iššūkį dešimtmečius dominavusiai teorijai apie evoliuciją.
Kaip iš paprastų mikrobų gimė sudėtinga gyvybė?
Pirmą milijardą metų Žemėje gyvavo vien tik paprastos ląstelės – bakterijos ir archėjos. Jos neturėjo branduolio, organelių ir sudėtingų struktūrų. Tuo tarpu eukariotai – organizmai, iš kurių kilo augalai, gyvūnai ir mes patys – atsirado žymiai vėliau.
Problema buvo ta, kad fosilijų beveik nėra, o genetiniai duomenys iki šiol kūrė miglotą paveikslą. Vieni mokslininkai manė, kad eukariotai atsirado prieš 1,6 mlrd. metų, kiti – kad jų šaknys siekia 2,1 mlrd. metų. Skirtumas – beveik milijardas metų.
Lūžis moksle: genetinių laikrodžių ir fosilijų derinimas
Tyrėjų komanda panaudojo metodą, leidžiantį tiksliau „atsukti“ evoliucinį laiką. Jie:
- išanalizavo šimtų organizmų genetines sekas,
- palygino duomenis su fosilijų įrašais,
- atskirai tyrė daugiau nei 100 genų šeimų – tų, kurios atsakingos už branduolį, citoskeletą, medžiagų pernašą ir kt.
Rezultatas – tiksliausia sudėtingos gyvybės atsiradimo laiko juosta.
Stulbinanti išvada: sudėtingos ląstelės pradėjo formuotis prieš 2,9 mlrd. metų
Tai yra milijardu metų anksčiau, nei teigė iki šiol populiariausios teorijos.
Ir svarbiausia – tuo metu Žemės atmosfera praktiškai neturėjo deguonies.
Dar daugiau – tyrėjai nustatė, kad daugelis sudėtingų eukariotų savybių atsirado dar iki mitochondrijų atsiradimo, o būtent mitochondrijos buvo laikomos „kibirkštimi“, paskatinusia sudėtingų organizmų evoliuciją.
Naujas sudėtingos gyvybės modelis: CALM
Tyrėjai pristatė modelį CALM – Complex Archaeon, Late Mitochondrion („Sudėtingas archeonas, vėlyvoji mitochondrija“).
Pagal šį modelį:
- Senovinis archeonas pamažu vystė sudėtingas membranas, vidines sistemas ir branduolį.
- Tik vėliau į jį pateko bakterija, iš kurios susiformavo mitochondrija.
- Šis procesas sutapo su pirmuoju reikšmingu deguonies padidėjimu atmosferoje.
Taigi mitochondrijos – ne startas, o vėlyvas evoliucinis atnaujinimas, suteikęs naujų galimybių.
Ką tai keičia?
1. Sudėtingai gyvybei nereikia daug deguonies
Tai paneigia ilgai gyvavusią prielaidą, kad sudėtingi organizmai galėjo atsirasti tik deguonies turtingoje aplinkoje.
2. Gyvybės paieškos Visatoje tampa platesnės
Jei sudėtinga gyvybė galėjo formuotis beveik be deguonies, tai:
- egzoplanetos su netikromis, ne-žemiškomis atmosferomis tampa daug perspektyvesnės,
- mūsų pačios evoliucija nebėra tokia unikali.
3. Nauja evoliucijos laiko juosta
Eukariotų atsiradimas išsitempia milijardu metų atgal, o tai verčia iš naujo vertinti:
- biocheminius procesus,
- gyvenimo sąlygas ankstyvojoje Žemėje,
- mikroorganizmų tarpusavio ryšius.
Išvada: gyvenimas Žemėje pasirodo daug senesnis ir išradingesnis, nei manėme
Tyrimas leidžia pažvelgti į pačią evoliucijos šerdį ir suprasti, kad sudėtingumas nėra staigus šuolis, o ilgas, lėtas, bet neišvengiamas procesas.
Ir jis vyko dar tuo metu, kai mūsų planeta buvo visiškai kitokia – be deguonies, su toksiška atmosfera ir vulkaniniu kraštovaizdžiu.
Tai naujas žvilgsnis į gyvenimo kilmę.
Ir kartu – priminimas, kad Visata gali turėti daug daugiau galimybių gyventi, nei mums atrodė iki šiol.
