Viața pe Pământ ar fi putut apărea de două ori, după ce bacteriile și arheele s-au separat dintr-un strămoș comun. Cele două ramuri ar fi dezvoltat independent mecanismele care le-au transformat în organisme vii capabile să se întrețină singure, potrivit unui studiu publicat în revista Science Advances.
Ipoteza pune sub semnul întrebării imaginea tradițională a unui singur „trunchi” al vieții, din care s-ar fi desprins ulterior toate organismele. Cercetătorii nu contestă originea comună a codului genetic, ci susțin că trecerea la viața celulară independentă s-ar fi produs separat în cazul bacteriilor și al arheelor.
„Avem de-a face cu o singură origine a codului genetic, dar cu două origini ale vieții”, afirmă William Martin, biolog la Universitatea Heinrich Heine din Düsseldorf.
Un element comun tuturor organismelor vii este metabolismul, adică ansamblul reacțiilor chimice prin care celulele obțin energia și moleculele necesare funcționării. Aceste reacții sunt controlate în prezent de enzime, însă oamenii de știință încearcă să explice modul în care s-au desfășurat înainte ca enzimele să existe.
Cercetătorii cred că primele reacții metabolice ar fi avut loc în apropierea izvoarelor hidrotermale de pe fundul oceanelor. Metalele prezente în acel mediu ar fi putut funcționa drept catalizatori naturali, înlocuind rolul enzimelor moderne.
Echipa a analizat structura enzimelor implicate în metabolismul bacteriilor și arheelor și a încercat să reconstruiască ordinea în care acestea au evoluat, relatează Antena 3 CNN.
Rezultatele sugerează că LUCA, ultimul strămoș universal comun al tuturor organismelor, avea doar aproximativ jumătate dintre enzimele necesare metabolismului modern. Celelalte reacții ar fi fost facilitate de metalele din mediul înconjurător.
Pe parcursul evoluției, protocelulele au început să producă tot mai multe enzime și să depindă tot mai puțin de mediul exterior. Abia după acest proces ar fi devenit organisme capabile să trăiască independent.
„Surpriza este că enzimele care catalizează aceste reacții nu sunt conservate de-a lungul diviziunii evolutive care separă bacteriile și arheele”, explică William Martin.
Analiza arată că bacteriile și arheele au dezvoltat enzime diferite pentru aceleași reacții metabolice. Această tranziție ar fi avut loc după separarea celor două ramuri.
„Putem observa cazuri în care strămoșii bacteriilor și ai arheelor au dezvoltat independent enzime cu structuri diferite pentru a cataliza aceeași reacție metabolică”, spune Natalia Mrnjavac, coautoare a studiului.
Cercetătorii propun și o explicație pentru modul în care organismele timpurii ar fi obținut energie înainte de apariția ATP-ului, principala sursă energetică folosită astăzi de aproape toate celulele.
Experimentele au arătat că fosfitul, o formă a fosforului care putea exista în izvoarele hidrotermale, poate participa, alături de paladiu, la reacții chimice asemănătoare celor realizate în prezent cu ajutorul ATP-ului și al enzimelor.
Autorii precizează că mai multe întrebări rămân fără răspuns, inclusiv cea privind mediul exact în care s-au produs reacțiile ce au dus la apariția vieții. Dacă ipoteza va fi confirmată prin studii ulterioare, reprezentarea actuală a arborelui vieții ar putea fi revizuită.
