ერთ დროს დედამიწა სრულიად უსიცოცხლო პლანეტა იყო. ყველაფერი მაშინ შეიცვალა, როცა როგორღაც, პლანეტის ადრეულ ისტორიაში, იმ დროს არსებული ქიმიური ნივთიერებებით სიცოცხლე აღმოცენდა — დაიწყო ხელმისაწვდომი მატერიის დამუშავება, რათა გადარჩენილიყო, გამრავლებულიყო და აღორძინებულიყო.
რა იყო ეს რაღაც და როდის გაჩნდა ის პირველად — არის კითხვა, რომელიც ალბათ მას შემდეგ ტანჯავს კაცობრიობას, რაც შევძელით, საკუთარი თავისთვის დაგვესვა კითხვა — „ვინ ვარ მე?“
ახალმა კვლევამ ზოგიერთი კითხვაზე პასუხს მიაგნო, რომელთა თანახმადაც, სიცოცხლე საოცრად ადრე გაჩნდა.
დღეს არსებულ ორგანიზმთა გენომების შესწავლით, მეცნიერებმა განსაზღვრეს, რომ ბოლო უნივერსალური საერთო წინაპარი (LUCA) — პირველი ორგანიზმი, რომლისგანაც მოდის დედამიწაზე დღეს არსებული ყველანაირი სიცოცხლე, 4,2 მილიარდი წლის წინ გამოჩნდა.
შედარებისთვის გეტყვით, რომ დედამიწა დაახლოებით 4,5 მილიარდი წლისაა. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ სიცოცხლე ჯერ კიდევ მაშინ აღმოცენდა, როცა პლანეტა პრაქტიკულად ახლად დაბადებული იყო.
„არ ველოდით, თუ LUCA ასე ძველი იქნებოდა — დედამიწის წარმოქმნიდან სულ რამდენიმე ასეული მილიონი წლის შემდეგ გაჩენილი. თუმცა, ჩვენ მიერ მიღებული შედეგები ემთხვევა თანამედროვე ხედვას ადრეული დედამიწის სიცოცხლისუნარიანობის შესახებ“, — ამბობს ბრისტოლის უნივერსიტეტის ევოლუციური ბიოლოგი სანდრა ალვარეს-კარეტერო.
ახლად წარმოქმნილი დედამიწა სრულიად განსხვავებული ადგილი იყო; ჰქონდა ატმოსფერო, რომელიც დღევანდელი გადმოსახედიდან უკიდურესად ტოქსიკური იქნებოდა. ჟანგბადის ის რაოდენობა, რაც დღეს სიცოცხლისთვის არის საჭირო, პლანეტის ევოლუციურ ისტორიაში შედარებით გვიან გამოჩნდა, აულ რაღაც დაახლოებით სამი მილიარდი წლის წინ.
თუმცა, სიცოცხლე იქამდე გაჩნდა; აღმოჩენილია 3,48 მილიარდი წლის წინანდელი მიკრობიომის ნამარხები. მეცნიერთა აზრით, ადრეულ დედამიწაზე გარემო პირობები შეიძლება საკმარისად სტაბილური ყოფილიყო, რათა სიცოცხლის გაჩენა ჯერ კიდევ 4,3 მილიარდი წლის წინ ყოფილიყო შესაძლებელი.
თუმცა, ჩვენი პლანეტა განიცდის ეროზიულ, გეოლოგიურ და ორგანულ პროცესებს, რომლებიც იმ დროის სიცოცხლის მტკიცებულებათა პოვნას თითქმის შეუძლებელს ხდის.
ამიტომ, მკვლევართა ჯგუფმა, რომელსაც ბრისტოლის უნივერსიტეტის ფილოგენეტიკოსი ედმუნდ მუდი ხელმძღვანელობდა, სულ სხვა გზით წავიდნენ: დღევანდელ ორგანიზმთა გენომებში და ნამარხებში.
მათი კვლევა ეფუძნება ე. წ. მოლეკულურ საათს. არსებითად, შესაძლებელია მუტაციების განვითარების სიჩქარის შეფასება და მათი რაოდენობის დათვლა, რათა განისაზღვროს, რამდენი დრო გავიდა მას შემდეგ, რაც შესასწავლი ორგანიზმი საერთო წინაპარს გამოეყო.
ყველა ორგანიზმს, მოკრძალებული მიკრობიდან დაწყებული, უმძლავრესი სოკოთი დამთავრებული, საერთო წინაპარი ჰყავს. არსებობს უნივერსალური გენეტიკური კოდი. ცილებს ყველა ერთნაირად გამოვიმუშავებთ. არსებობს 20 ამინომჟავის უნივერსალური კრებული, რომლებიც ყველგან ერთნაირადაა ორიენტირებული. ყველა ცოცხალი ორგანიზმი ადენოზინტრიფოსფორმჟავას (ატფ) იყენებს უჯრედებში ენერგიის წყაროდ.
მსგავსებებსა და განსხვავებებზე დაყრდნობით, მუდიმ და მისმა კოლეგებმა გაარკვიეს, რამდენი დრო გავიდა მას შემდეგ, რაც LUCA-ს მემკვიდრეებმა გაყოფა დაიწყეს. კომპლექსური ევოლუციურ მოდელირების გამოყენებით, უფრო მეტი რამ შეიტყვეს თავად LUCA-ს შესახებაც — რა იყო ის და როგორ გადაურჩა დედამიწის ძლიერ არახელსაყრელ გარემო პირობებს.
დაადგინეს, რომ LUCA ძლიერ ჰგავდა პროკარიოტს — ერთუჯრედიან ორგანიზმს, რომელსაც ბირთვი არ აქვს. აშკარაა, რომ ის ჟანგბადზე დამოკიდებული არ იყო, რადგან მაშინ ძალიან მცირე ოდენობის ჟანგბადი უნდა ყოფილიყო; მიკრობებისთვის ეს სულაც არაა უცნაური. სავარაუდოდ, მისი მეტაბოლური პროცესები აცეტატს წარმოქმნიდა.
თუმცა, გამოიკვეთა კიდევ რაღაც საინტერესო. როგორც ჩანს, LUCA მარტო არ უნდა ყოფილიყო.
„ჩვენმა კვლევამ აჩვენა, რომ LUCA კომპლექსური ორგანიზმი იყო, დღევანდელი პროკარიოტებისგან არც ისე განსხვავებული. თუმცა, რეალურად საინტერესო ის არის, რომ აშკარაა, მას ადრეული იმუნური სისტემა ჰქონდა, რაც აჩვენებს, რომ ჩვენი წინაპრები 4,2 მილიარდი წლის წინაც კი ჩართული იყვნენ ვირუსებთან ბრძოლაში“, — ამბობს ბრისტოლის უნივერსიტეტის ფილოგენომიკოსი დევიდ პისანი.
გამომდინარე იქიდან, რომ მის მეტაბოლურ პროცესებს ნარჩენი პროდუქტები უნდა წარმოექმნა, რომლებიც სიცოცხლის სხვა ფორმებს შეიძლება გამოეყენებინა, ისინი შეიძლება LUCA-ს გაჩენიდან მალევე გაჩნდნენ.
ეს იმაზე მიუთითებს, რომ ჩვენი პლანეტის ევოლუციურ ისტორიაში შედარებით ცოტა დრო დასჭირდა სრული ეკოსისტემის აღმოცენებას — ამ აღმოჩენას კი დიდი მნიშვნელობა აქვს ჩვენი მკრთალი ლურჯი წერტილის მიღმა.
„ჩვენი ნაშრომი თავს უყრის მრავალი დარგის მონაცემებსა და მეთოდებს, გვაწვდის ცნობებს ადრეული დედამიწისა და სიცოცხლის შესახებ, რისთვისაც შეიძლება ვერ მიგვეღწია მხოლოდ ერთი რომელიმე დისციპლინის საშუალებით. ასევე წარმოაჩენს, რამდენად სწრაფად ჩამოყალიბდა ეკოსისტემა ადრეულ დედამიწაზე. ეს კი იმაზე მიუთითებს, რომ სიცოცხლე შეიძლება სამყაროში ყველგან ყვაოდეს დედამიწის მსგავს ბიოსფეროებზე“, — ამბობს ბრისტოლის უნივერსიტეტის პალეობიოლოგი ფილიპ დონოგი.
კვლევა Nature Ecology & Evolution-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია eurekalert.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
