Poslední společný předek všech živých organismů (LUCA) žil asi před 4,5 miliardami let, to znamená, že je to prakticky stejný věk jako planeta. Biologové dospěli k tak neočekávanému závěru, aplikovali datování metodou „molekulárních hodin“… Výsledek je prezentován ve vědeckém článku publikovaném v časopise Nature Ecology & Evolution skupinou vedenou Davide Pisani z University of Bristol.
Tradičním zdrojem informací o evoluci života jsou samozřejmě fosílie. Ale Země je měnící se planeta. Eroze, kontinentální pohyb, sopečná činnost a další geologické procesy postupně vymazávají stopy minulosti. Informace o Archean Eon (před 4,0-2,5 miliardami let) jsou velmi fragmentární. Kromě toho je někdy obtížné pochopit, zda nalezené fosílie jsou biologického původu.
Fosilní záznam však není jediným zdrojem informací o vývoji života. Evoluční strom živých organismů lze postavit nejen na základě jejich anatomie, ale také interpretací kódu DNA. Podobnosti a rozdíly v genomu ukazují, jak úzce souvisejí určité skupiny živých bytostí, a umožňují zjistit, kdo pochází. Děje se to téměř stejným způsobem jako při analýze fosilií. Pouze pokud mají paleontologové k dispozici omezený počet vnějších rysů, které si mohou navzájem porovnávat, jsou genetika v lepším postavení: každý z mnoha tisíců genů lze skutečně považovat za samostatný znak.
Genetické metody umožňují vytvářet a datovat evoluční události. Je založen na metodě molekulárních hodin. Jeho podstata je obecně jednoduchá: věří se, že mutace se akumulují stejnou průměrnou rychlostí (ačkoli v některých případech stojí za zvážení významné změny tohoto pravidla). Proto podle počtu mutací, které rozlišují dvě evoluční větve, lze posoudit, jak se dávno rozcházeli.
Celkově jsou výsledky získané dvěma metodami (genomická a paleontologická) v dobré shodě. To znovu dokazuje, že věda obecně správně reprezentuje historii života na Zemi. V těch případech, kdy je fosilní záznam špatný (jako například v době Archeanu), mohou genomické metody kompenzovat nedostatek znalostí.
Pisaniho skupina přepočítávala míru mutace a vytvořila evoluční strom života, spoléhající se primárně na genomické metody, ale také s použitím datovaných fosilií. Výsledky jsou působivé.
Propagační video:
Připomeňme, že nejstarší fosilní stopy života jsou staré 3,95 miliardy let. To však neznamená, že výsledky autorů nové práce jsou v rozporu s paleontologickými údaji.
Faktem je, že téměř všechny fosílie jakékoli epochy jsou pohřbeny v sedimentárních horninách. Nejstarší stopy života, respektive, ve skutečnosti odkazují na nejstarší přežívající sedimentární horniny na Zemi. To znamená, že život mohl existovat mnohem dříve, ale neexistovaly žádné geologické podmínky, aby jeho stopy dosáhly našeho času.
Bylo aktualizováno také několik dalších klíčových evolučních událostí. Podle výpočtů autorů se tedy bakterie a archaea oddělily dříve než před 3,4 miliardami let. Eukaryoty (které zahrnují zejména všechny mnohobuněčné) se objevily asi před 1,84 miliardami let. Poslední společný předek všech mitochondrií (vzpomínáme, že tyto buněčné organely, podle obecně přijímaných konceptů, byly dříve samostatnými organismy), žily před 2 053 - 1,21 miliardami let.
Nejzajímavější výsledky se samozřejmě týkají životnosti LUCA. Znamená to, že život je ve skutečnosti stejný věk jako Země, protože utváření planety skončilo asi před 4,5 miliardami let. Brzy poté zasáhla Theia, po které planeta vůbec neměla pevný povrch, představující nepřetržitý oceán lávy dýchající oheň.
Vytváření živých věcí z primární organické hmoty tak trvalo desítky, nejméně dvě nebo tři sta milionů let. Pokud budou výsledky Pisani a kolegů potvrzeny, odborníci budou muset odpovědět na otázku, jak by mohl být proces zrození života dokončen tak rychle.
Pravděpodobnost chyby však zatím nelze vyloučit. Již jsme zmínili, že v metodě molekulárních hodin existují důležité jemnosti. Vědci tedy prokázali, že v historii života došlo k epochám, kdy k mutacím došlo mnohem častěji než v průměru. Kromě toho jsou některé části genomu náchylnější ke změnám než jiné. Dále, některé organismy mají systém kontroly mutací: jakmile jsou v nepříznivých podmínkách, záměrně urychlují mutagenezi „v naději“, že získají novou vlastnost, která jim umožní přizpůsobit se novému prostředí. Tak například bakterie vyvinou rezistenci na antibiotika.
Biologové samozřejmě pomocí metody molekulárních hodin berou v úvahu všechny tyto nuance. Ale nikdo nemůže zaručit, že stále neexistuje žádný faktor narušující výsledky seznamování. Experti dnes dělají jedno překvapení za druhým a molekulární základy života jsou stále složitější, než jsme si mysleli.
Anatolij Glyantsev