„Překvapení je, že enzymy katalyzující tyto reakce nejsou konzervované napříč evoluční propastí, která odděluje bakterie a archea,“ říká hlavní autor studie William Martin. „Nová data vedou k jedinému závěru... díváme se na jeden původ genetického kódu, ale na dva původy života“ .
Co to znamená pro LUCA, našeho společného předka?
Poslední univerzální společný předek neboli LUCA (Last Universal Common Ancestor) je v tomto novém světle představen zcela jinak. Nebyl to volně žijící mikroorganismus, ale spíše předbuněčná entita, která žila v temných hlubinách oceánu, v hydrotermálních vývěrech bohatých na železo, nikl a kobalt . Vědci rekonstruovali čtyři fáze rané katalýzy: nejprve probíhaly reakce pouze za pomoci kovů, poté se objevil hybrid kovů a enzymů u LUCA, a nakonec došlo k divergentnímu vývoji směrem k předkům bakterií a předkům archeí .
Jak fungoval metabolismus bez ATP?
Moderní buňky používají jako univerzální „energetickou měnu“ molekulu ATP. Jenže ATP je sám o sobě velmi složitá molekula, která vyžaduje ke svému vzniku enzymy. Studie identifikovala překvapivě jednoduché řešení tohoto problému: fosfit (HPO₃²⁻) . Fosfit je redukovaná forma fosforu, která se přirozeně vyskytuje v hydrotermálních vývěrech typu serpentinizace. Když se fosfit setká s organickými sloučeninami za přítomnosti palladia (kov, který se v těchto vývěrech také přirozeně ukládá), dochází k chemické reakci, která dokáže nahradit ATP a enzymy . „Fosfit a palladium nahrazují ATP a enzymy; je to úžasné a usnadňuje to pochopení rané evoluce,“ říká spoluautorka Manon Schlikker .
Přepsaný strom života
Tradiční „strom života“ připomíná jediný kmen, ze kterého vyrůstají všechny větve. Nová studie navrhuje zásadně odlišnou topologii: dva samostatné kmeny (bakterie a archaea), které se rozdělily již v kořenech, tedy dříve, než byly technicky vzato naživu . Tento objev nejen že mění naše chápání evoluce, ale také otevírá nové otázky o tom, jak život vznikal na Zemi a jak by mohl vznikat i na jiných planetách.
Stručně řečeno: Život na Zemi pravděpodobně nevznikl jednou, ale dvakrát. Bakterie a archea se nezávisle vyvinuly z neživé, na kovech závislé entity LUCA, přičemž jako první zdroj energie sloužil fosfit a palladium – dříve, než se objevil dnes všudypřítomný ATP.