Традиционное представление под сомнением. Жизнь на Земле могла возникнуть дважды — новое исследование
Новое исследование предполагает, что бактерии и археи могли независимо друг от друга перейти от неживой материи к живым клеткам. Если эта гипотеза подтвердится, это будет означать, что жизнь на Земле возникла не один, а два раза.
Об этом пишет издание Science Alert .
Международная группа ученых опубликовала исследование, ставящее под сомнение традиционное представление о происхождении жизни. Авторы предполагают, что две основные группы живых организмов — бактерии и археи — могли независимо друг от друга развить механизмы обмена веществ, превратившие их в полноценные живые клетки.
Исследователи изучали древнейшие ферменты, обеспечивающие обмен веществ. Выяснилось, что ферменты бактерий и архей, катализирующие одни и те же химические реакции, имеют разное происхождение. По словам одного из авторов работы, Уильяма Мартина, это свидетельствует о независимом переходе этих двух ветвей к самостоятельному существованию. По его мнению, генетический код мог возникнуть один раз, а сама жизнь — дважды.
Обмен веществ — один из главных признаков жизни. Именно благодаря ему клетки получают энергию и создают вещества, необходимые для существования. Ученые давно пытаются понять, как этот процесс возник еще до появления первых ферментов.
Авторы исследования полагают, что на ранних этапах роль катализаторов выполняли природные металлы в гидротермальных источниках на дне океана. Они могли запускать химические реакции без участия ферментов. Со временем прото-клетки начали постепенно вырабатывать собственные ферменты и всё меньше зависеть от окружающей среды.
Команда проанализировала структуру ферментов в геномах бактерий и архей и реконструировала вероятную последовательность их появления. По оценкам исследователей, общий предок всех современных клеток, известный как LUCA, обладал ферментами лишь для примерно половины метаболических реакций. Остальные обеспечивались естественными химическими процессами с участием металлов.
Исследователи также предложили возможное объяснение еще одной загадки ранней эволюции. Сегодня клетки используют молекулу АТФ в качестве основного источника энергии, однако сама она образуется с помощью ферментов. По мнению авторов, на ранних этапах эту роль мог выполнять фосфит — соединение фосфора, встречающееся в природе в гидротермальных источниках. В лабораторных условиях фосфит в сочетании с палладием обеспечивал протекание необходимых реакций без участия АТФ и ферментов.
В то же время авторы подчеркивают, что это пока лишь гипотеза. Для ее подтверждения необходимы дополнительные исследования. Если выводы подтвердятся, ученым, вероятно, придется пересмотреть современную модель происхождения жизни на Земле.