دراسة جريئة: الحياة على الأرض قد تكون نشأت مرتين وليس مرة واحدة

من هو LUCA إذن؟

في ضوء هذه النتائج، أعاد العلماء تعريف السلف المشترك الأعظم (LUCA). لم يعد LUCA كائنًا حيًا حرًا، بل أصبح كيانًا ما قبل خلوي (pre-cellular) وغير حر. كان هذا الكيان يمتلك إنزيمات لنحو نصف التفاعلات الأيضية الأساسية فقط. أما النصف الآخر فكان يتم تحفيزه بواسطة معادن موجودة بشكل طبيعي في بيئة الفوهات الحرارية المائية، مثل الحديد والنيكل والكوبالت.

قام الفريق بإعادة بناء أربع مراحل للتطور المبكر:

1. مرحلة تعتمد كليًا على المعادن.
2. مرحلة هجينة (معدن وإنزيم) في كيان LUCA.
3. ومرحلتان متباعدتان لتطور الإنزيمات في أسلاف البكتيريا والعتائق.

اكتشاف مصدر طاقة بدائي: الفوسفيت والبلاديوم

أحد أكبر الأسئلة المحيرة هو كيف حصلت أولى أشكال الحياة على الطاقة قبل تطور جزيء ATP المعقد الذي تستخدمه الخلايا الحديثة. وجدت الدراسة إجابة محتملة في الفوهات الحرارية المائية. حيث يتفاعل مركب الفوسفيت (Phosphite - HPO₃²⁻)، وهو شكل مختزل من الفوسفور يوجد طبيعيًا في هذه الفوهات، مع معدن البلاديوم الطبيعي (وهو محفز معدني يترسب أيضًا في تلك الفوهات). هذا التفاعل ينتج طاقة كافية لدفع تفاعلات الفسفرة الأيضية (المسؤولة عن نقل الطاقة) في الماء خلال ليلة واحدة، مما يلغي الحاجة إلى جزيء ATP المعقد أو الإنزيمات. ويصف مانون شليكر، المشارك في الدراسة، هذا الاكتشاف بأنه "مذهل" ويجعل فهم التطور المبكر أسهل بكثير.

إعادة رسم شجرة الحياة

باختصار، لا ترسم هذه الدراسة شجرة حياة بجذع واحد (LUCA) تتفرع منه كل الأغصان، بل تقترح جذعين منفصلين (للبكتيريا والعتائق) ينشآن من أصل مشترك غير حي. يقترح النموذج الجديد أن السلف المشترك لم يكن خلية حرة، بل كيانًا ما قبل خلوي (LUCA) أعطى، بشكل مستقل، نشأة لفرعين حيين متميزين.

هذه النتائج تقدم إجابة لسؤال "من أين أتت الحياة؟" ليس كحدث واحد استثنائي، بل كعملية مزدوجة المسار، مما يفتح آفاقًا جديدة ومثيرة في علم الأحياء التطوري.