Na Ziemi istniał jeden mega-organizm

[Rysiek23]

[ external image ]?LUCA? ? przodek wszystkich form życia, mógł mieć postać jednego ogólnoplanetarnego mega-organizmu?

Jakieś 3 miliardy lat temu na Ziemi mógł istnieć jeden wielki organizm nazywany ?LUCA? (od ang. last universal common ancestor, pol. ostatni uniwersalny wspólny przodek). Tego typu twory nie są już nam dziś znane.



Nim rozpadł się na trzy części i dał początek przodkom wszystkich dzisiejszych stworzeń, LUCA wypełniał wszystkie oceany. Ten niezwykły obraz przeszłości wyłania się z prób poszukiwania przodka przodków ziemskiego życia, tj. tej jego formy, która dała początek wszystkim innym.



Wyniki ostatnich badań wskazują, że uformowanie się LUCA był wynikiem walki wczesnego życia o przetrwanie, która sprawiła, że ocean przemienił się na miliony lat w genetyczny zbiornik. Komórki starające się przetrwać dzieliły swe fragmenty z innymi, nie rywalizując z nimi, co w rezultacie stworzyło efektywny globalny mega-organizm.



2.9 miliarda lat temu LUCA uległ rozpadowi się na trzy królestwa: jednokomórkowych bakterii i archeonów oraz bardziej skomplikowanych eukariotów, które dały początek roślinom i zwierzętom. Trudno powiedzieć, jak to się stało, gdyż nie zachowały się z tego okresu żadne pozostałości.



Gustavo Caetano-Anollés z University of Illinois twierdzi, że nie stanowi to problemu na drodze do rekonstrukcji struktury tego organizmu. W przypadku, gdy sekwencje genów zmieniają się szybko, trójwymiarowa struktura protein jest znacznie bardziej trwała. Jeśli zatem wszystkie dzisiejsze organizmy wytwarzają proteiny o podobnej ogólnej strukturze, można założyć, że LUCA również je posiadał. Nazywając te struktury ?żywymi skamielinami? uczony wskazuje, jakie funkcje mógł pełnić mega-organizm.



Anthony Poole z Univesity of Canterbury w Christchurch (Nowa Zelandia) dodaje, że po pojawieniu się struktury LUCA mogły, niezależnie do niej, zaistnieć także dwie inne. Caetano-Anollés, aby zidentyfikować jego zestaw protein, przejrzał bazę danych białek 420 współczesnych organizmów, szukając struktur powszechnych dla wszystkich. 5 do 11 procent całości protein miała charakter uniwersalny, co wskazywało, że mogły rozwinąć się w LUCA.



Przyglądając się ich funkcjom, doszedł on do wniosku, że LUCA dysponował enzymami pozwalającymi na bezpośrednią ekstrakcję energii ze składników odżywczych. Organizm posiadał zatem rozwinięty metabolizm i mógł wykorzystywać różne źródła pożywienia, jednak brakowało mu enzymów do wytwarzania i odczytywania molekuł DNA. Caetano-Anollés uważa, że aby poradzić sobie w trudnym środowisku, komórki musiały dzielić się genami i proteinami. Nowe i użyteczne molekuły mogły być przekazywane z komórki do komórki bez wzajemnego konkurowania między sobą. Ostatecznie przybrało to skalę globalną.



- Ważniejsze było utrzymanie przy życiu całego systemu, aniżeli konkurowanie z innymi ? mówi Caetano-Anollés wskauzjąc, że wolna wymiana i brak konkurencji w pierwotnym oceanie przyczyniały się do funkcjonowania pojedynczego mega-organizmu.



Wraz z tym, jak komórki ewoluowały w kierunku zaspokajania swych potrzeb, mega-organizm zaczął się rozpadać. Nie wiadomo, kiedy do tego doszło, choć być może zbiegało się to z pojawieniem się ziemskiej atmosferze tlenu (ok. 2.9 mld lat temu).



Na podstawie: M.Marshall, New Scientist