Ученые говорят, что мы могли ошибаться относительно происхождения жизни:
- В новом рецензируемом анализе ученые количественно оценили аминокислоты до и после нашего «последнего универсального общего предка».
- Последний универсальный общий предок — это единственная форма жизни, от которой с тех пор произошло все остальное.
- Земля четыре миллиарда лет назад может помочь нам сегодня проверить наличие жизни на одном из спутников Сатурна.
Ученые выдвигают доводы в пользу корректировки нашего понимания того, как именно впервые появились гены. Некоторое время существовал консенсус относительно порядка, в котором аминокислоты-строительные блоки были «добавлены» в коробку с деталями Lego, из которых строятся наши гены. Но, по словам исследователей-генетиков из Университета Аризоны, наши предыдущие предположения могут отражать предубеждения в нашем понимании биотических (живых) и абиотических (неживых) источников.
Другими словами, наша текущая рабочая модель истории генов может недооценивать раннюю протожизнь (включающую таких предшественников, как РНК и пептиды) по сравнению с тем, что возникло с началом жизни и после нее. Наше понимание этих чрезвычайно древних времен всегда будет неполным, но для нас важно продолжать исследовать раннюю Землю. Ученые объясняют, что любые улучшения в этом понимании могут не только позволить нам узнать больше о нашей собственной истории, но и помочь нам искать истоки жизни в других местах Вселенной.
В этой новой статье, опубликованной в рецензируемом журнале Proceedings of the National Academy of Science , исследователи под руководством старшего автора Джоанны Масел и первого автора Савсана Вехби объясняют, что жизненно важные части наших белков (они же аминокислоты) датируются четырьмя миллиардами лет — до последнего универсального общего предка ( LUCA ) всей жизни на Земле. Эти цепочки из десятков или более аминокислот, называемые доменами белков, «подобны колесу» автомобиля, сказал Вехби в своем заявлении: «Это часть, которая может использоваться во многих разных автомобилях, а колеса существуют гораздо дольше, чем автомобили».
Группа использовала специализированное программное обеспечение и данные Национального центра биотехнологической информации, чтобы построить эволюционное (так сказать) дерево этих доменов белков, которые не были теоретически обоснованы или наблюдались до 1970-х годов. Наши знания об этих деталях росли семимильными шагами.
Одним из крупных сдвигов парадигмы, предложенных этим исследованием, является идея о том, что мы должны переосмыслить порядок, в котором 20 основных генетических аминокислот появились из рагу ранней Земли. Ученые утверждают, что текущая модель переоценивает то, как часто аминокислота появлялась в ранней форме жизни, что приводит к теории о том, что аминокислота, обнаруженная в самой высокой насыщенности, должна была появиться первой. Это вписывается в существующие исследования, такие как статья 2017 года, предполагающая, что наши аминокислоты представляют собой лучшее из лучшего, а не просто «замороженную случайность» обстоятельств. В новой статье ученые говорят, что аминокислоты могли даже появиться из разных частей молодой Земли, а не из всей нее как однородной среды.
Триптофан, оклеветанная «сонная» аминокислота, обнаруженная в индейке на День благодарения, была особенно выдающейся для ученых (ее буквенное обозначение W). «[T]есть научный консенсус, что W была последней из 20 канонических аминокислот, добавленных в генетический код», — написали ученые. Но они обнаружили 1,2% W в данных до LUCA и всего 0,9% после LUCA. Эти значения могут показаться небольшими, но это разница в 25%.
Почему последняя аминокислота, которая должна появиться, должна быть более распространенной до разветвления всей результирующей жизни? Команда предположила, что химическое объяснение может указывать на еще более старую версию идеи генетики. Как и во всем эволюционном, нет интуитивной причины, по которой любая успешная вещь должна быть единственной в своем роде или семействе, когда-либо существовавшей.
«Поэтапное построение текущего кода и конкуренция между древними кодами могли происходить одновременно», — заключают ученые. И, что заманчиво, «древние коды могли также использовать неканонические аминокислоты». Они могли возникнуть вокруг щелочных гидротермальных источников, которые, как полагают, играют ключевую роль в зарождении жизни, несмотря на то, что образовавшиеся формы жизни не жили там долго.
Чтобы применить эту теорию к остальной части Вселенной, нам тоже не нужно далеко ходить. «[А]биотический синтез ароматических аминокислот может быть возможен в интерфейсе вода-камень подповерхностного океана Энцелада», — объясняют ученые. Это только до Сатурна. Может быть, блок-вечеринка Солнечной системы ближе, чем мы думаем.
Прочитайте что такое взгляд в будущее
Читайте ещё статьи из Рубрики: инновации-технологии-наука