Рубрики
Вопрос «как началась жизнь?» является одной из величайших тайн современной науки. В то время как большинство ученых считает, что все формы жизни развились из примитивного общий древний микроорганизм, в этой части нью-йорка. Какие гены у нее была эта форма жизни и где он жил? Новое исследование, опубликованное в Nature Микробиологии, проливает свет на происхождение и развитие этого древнего тела.
Опытных исследователей, заинтересованных в происхождении жизни, как правило, решают эту проблему двумя способами. Одним из них является подход «снизу вверх», когда вы пытаетесь представить, как давно там была жизнь, и, следовательно, воссоздать основные этапы его рождения в лаборатории. Альтернативный подход — сверху вниз — заключается в анализе и «обрубании» клетки сегодня, чтобы упростить и выявить основные вехи в эволюции сложности клетки.
Грамотности, которые пытаются решить эту проблему, используют огромные объемы данных, появившихся в результате революции — секвенировании ДНК. Он вторгся ученые информацию о геноме организмов, от бактерий до людей. Их могут спрятать информацию о последовательности ДНК из примитивных клеток, первые клетки на нашей планете, которые использовали современный генетический код—, которые были переданы через миллиарды поколений.
«Последний универсальный общий предок» гипотетически является одной из первых клеток, из которого происходит вся жизнь на Земле. Отношения между этим предком и современные организмы часто оказываются в виде деревьев эволюции, первые известные примеры которой идут еще от Чарльза Дарвина.
Секвенирование ДНК обеспечивает превосходное и подгонянное количественной генетической связи, которая пронизывает всю биологию. Тот же код из четырех оснований a, C, G и T используют практически все организмы на планете. Так что, в принципе, вы могли бы использовать для построения деревьев эволюции всей жизни. Мы знаем, что некоторые гены были на заре жизни клетки и были унаследованы все последующие формы жизни. За четыре миллиарда лет, копию, например, маленький гена 16S ррнк, постепенно меняется в процессе случайных изменений в некоторые линии крови, которые привели к различным формам жизни. Отсюда следует, что каждый из них имеет одну особенность последовательности, которая будет выглядеть как развитый организмов, но все больше и больше отличаться родословной, который впервые появился на участке эволюции.
Первые анализ этих «общих» последовательностей ДНК, сделанные около 30 лет назад, привело к большим изменениям в нашей оценке разнообразия жизни на Земле, и особенно разнообразие одноклеточных организмов без ядра (прокариот). Также определили новый домен прокариотической жизни, который теперь называется археями.
Попытки начать настоящий универсальный деревьев, которые будут определять происхождение всех современных клеток от их последних всеобщих предков, имеют ограниченный рядом технических проблем. Одна из проблем состоит в большое количество групп, которые отделены друг от друга с самого начала жизни. Кроме того, бактерии также могут обмениваться генами между собой, для которой это более трудно определить их происхождение.
Водородоеды?
В новом изучении, научные работники использовали оригинальный метод предварительной организации секвенированных генов прокариот в семье. Так что искать сходства и шаблоны для всех бактериальных групп и нашел небольшую группу генов, которая присутствовала, как археи и бактерии. Ученым удалось доказать, что эти гены, скорее всего, были унаследованы непосредственно от общего предка, а не были получены в процессе обмена.
Этот результат является важным, поскольку определяет конкретные группы бактерий (клостридий) и археи (метаногенов), что первые версии этих генов, и указывает, что они очень древние и могут быть похожи на первых организмов, которые привели к появлению отдельных линий крови бактерий и архей.
Что еще более важно, природа генов, которые сохранились, рассказывает удивительную историю о среде, в которой жил их последний предок — в том числе, и как получил энергии. Исследование показывает, что мир, населенный этими организмами четыре миллиарда лет назад, очень отличается от нашего. Кислорода в нем не было, но если вы считаете, что гены, общий предок получил энергию от водорода, продукт, судя по всему, геохимической активности земной коры. «Инертные» газы, включая двуокись углерода и азота, обеспечить базовые элементы для производства всех клеточных структур. Утюг был доступен в изобилии, и отсутствие кислорода не превращается в нерастворимую ржавчину, так что этот элемент был использован ферментов в первой ячейке. Некоторые из генов, как полагают, приняли участие в адаптации к высокой температуре, что говорит о другом: организмы эволюционировали в среде гидротермальных — как современные гидротермальные источники или термальные источники, где до сих пор с удовольствием живут бактерии.
К сожалению, не имея машины времени, мы не можем непосредственно контролировать эти результаты. Но такая информация представляет большой интерес, особенно для ученых, которые пытаются воссоздать первые примитивные формы жизни. Я содрогаюсь при мысли, что наши первые предки (первые) сделан без кислорода.
Древние микроорганизмы показали, что жизнь появилась в среде гидротермальных
Илья Хель