L'Ultimo Antenato Comune Universale (LUCA, dall'inglese Last Universal Common Ancestor) viene ridefinito come un'entità pre-cellulare non vivente. LUCA possedeva enzimi solo per circa la metà delle 420 reazioni metaboliche fondamentali. L'altra metà era catalizzata da metalli naturalmente presenti negli ambienti delle sorgenti idrotermali, come ferro, nichel e cobalto . Il team ha ricostruito quattro fasi della catalisi primordiale: (1) solo metalli, (2) un ibrido metallo-enzima in LUCA, quindi un'evoluzione divergente verso i due antenati (3) batterici e (4) archeici .
Le cellule moderne usano l'ATP come valuta energetica universale, ma l'ATP è una molecola complessa che richiede enzimi per essere prodotta. Lo studio ha identificato un'alternativa prebiotica plausibile: il fosfito (HPO₃²⁻), una forma ridotta del fosforo che si forma naturalmente nelle sorgenti idrotermali serpentinizzanti, reagisce con composti organici in presenza di palladio nativo (un catalizzatore metallico anch'esso depositato in quelle sorgenti). Questa reazione guida le reazioni di fosforilazione metabolica in acqua nel giro di una notte, sostituendo di fatto ATP ed enzimi . «Fosfito e palladio sostituiscono ATP ed enzimi; è sorprendente, e rende molto più facile comprendere l'evoluzione primordiale», ha commentato la co-autrice Manon Schlikker .
Il tradizionale albero della vita colloca LUCA come il singolo tronco da cui si diparte tutta la vita. Questo studio suggerisce una topologia diversa: due tronchi separati (batteri e archei) che divergono alle radici, prima ancora di essere tecnicamente 'viventi'. L'antenato comune non era una cellula libera, ma un'entità pre-cellulare (LUCA) che in seguito ha dato origine, indipendentemente, ai due lignaggi viventi .
In sintesi: Lo studio propone che l'origine della vita non sia stata un evento singolo, ma un processo a due vie, con batteri e archei che si sono evoluti in modo indipendente verso uno stato vivente libero a partire da un LUCA non vivente e dipendente dai metalli, utilizzando fosfito e palladio come sostituti energetici primordiali dell'ATP.
Riferimenti:
Smithsonian Magazine, "A New Study Points to Two Origins of Life on Earth by Tracing Early Chemical Reactions in Single-Celled Organisms"
Phys.org, "Two origins of life: Free-living cells may have emerged twice..."
ScienceAlert, "'Only One Conclusion': Radical Study Suggests Life on Earth Arose Twice"
Astrobiology.com, "Hydrothermal Origin Of Metabolic Phosphorylation"