LUCA— это Последний универсальный общий предок (по-английски Last Universal Common Ancestor), общий предок всего живого на Земле. «Родился» и «жил» он предположительно 3,5–3,8 миллиардов лет назад. Если со временем его существования на данный момент все более-менее понятно, то в каких условиях это происходило ученые спорят до сих пор.
Считалось, что Лука (будем звать его так) обитал в морской воде, вероятно, около так называемых «черный курильщиков», где и «добывал себе пропитание». Но ученые из Института молекулярной эволюции Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе пришли к выводу, что Луку окружала геохимически активная среда, богатая H2, CO2 и железом. О своих исследованиях они рассказали в статье, вышедшей недавно в журнале Nature Microbiology.
Авторы работы изучили кластеры и филогенетические деревья 6,1 миллиона генов, кодирующих белки последовательных геномов прокариот. Из всей совокупности ученые сформировали 286 514 кластеров, из которых только около 11 тысяч содержали бактериальные белки и белки архей. Среди всех белковых кластеров они выделили 355, удовлетворяющих критериям, определенным задачей исследований. Такими критериями оказались: присутствие белка у высших таксонов как бактерий, так и архей; эти организмы должны образовывать монофилетическую группу, т.е. у них должен быть общий предок. Выяснилось, что эти белки не имеют повсеместного распространения, и, следовательно, именно они могут пролить свет на физиологию Луки. Их функции, свойства и простетические группы характеризуют Луку как анаэробного, фиксирующего CO2, зависящего от H2, перерабатываемого по пути Вуда-Льюгдаля, фиксирующего N2 и термофильного. Биохимия Луки была насыщена кластерами FeS и механизмами реакций радикалов, его кофакторы (совместно действующие факторы) выявили зависимость от переходных металлов, содержащих и не содержащих металлы органических соединений и селена.
В целом, полученные данные поддерживают теорию автотрофного происхождения LUCA, а стало быть и жизни на нашей планете, в гидротермальной обстановке. Весьма вероятно, что на самом деле жизнь зародилась не в океанах, а на суше, где-нибудь около вулкана, или в гейзерном озере.
Подробнее с результатами исследований можно познакомиться в статье «The physiology an habitat of the last universal ancestor», опубликованной в журнале Nature Microbiology.
Центр перспективного развития ВСЕГЕИ
Источники: http://www.nature.com/articles/nmicrobiol2016116 и https://www.newscientist.com/article/2098564-universal-ancestor-of-all-life-on-earth-was-only-half-alive/
