Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Последний общий предок жил на водороде

16.12.2016 Наука и жизнь

Одноклеточный организм, давший начало всем доменам жизни, жил рядом с вулканическими тёплыми источниками на дне океана и питался выходящим из них водородом.

Все живые существа на земле делятся бактерий, архей и эукариот, к каким принадлежим и мы с вами. (Имеется ещё вирусы, но, потому, что они являются, грубо говоря, протеиново-нуклеиновые комплексы, то их ставят пара в стороне от тех, кто складывается из клеток.)

Гидротермальный источник в Атлантике. (Фото Ralph White / Corbis.) Температура вблизи «тёмных курильщиков» может быть около 350°С. (Фото Ocean Networks Canada / www.flickr.com/photos/oceannetworkscanada/9615341513.)‹ ›

В весьма далёком прошлом все три домена судьбы – бактерии, археи и эукариоты – сходились в одной точке, которая именуется последним универсальным неспециализированным предком, либо LUCA (Лука) – last universal common ancestor.

Лука жил на Земле приблизительно 3,5–3,8 млрд лет назад, и в нём уже были запечатлены все главные черты жизни: его наследственная информация в виде генетического кода хранилась в ДНК, белки складывались из 20 аминокислот, энергия запасалась в виде АТФ и т.Последний общий предок жил на водороде д. Но это лишь в самых неспециализированных чертах. Нам, само собой разумеется, хочется знать больше подробностей про судьбу Луки, а как их определишь без машины времени? Палеонтологических останков от старого одноклеточного, конечно, не осталось.

Так что в отечественном распоряжении имеется лишь один метод: выискивать показатели последнего неспециализированного предка в геномах современных форм судьбы.

Сущность для того чтобы способа интуитивно понятна: в случае если, к примеру, мы видим, что у кишечной палочки и у нас имеется какой-то неспециализированный ген, то мы можем с уверенностью заявить, что этим геном нас наградил некоторый неспециализированный предок, от которого случились и люди, и бактерии. Ясно, что вряд ли подобные гены будут полностью однообразными, всё-таки за миллионы лет эволюции в них смогут накопиться различия, воздействующие либо не воздействующие на их функции. Но, так или иначе, учитывая такие различия, всё-таки возможно сообщить, как «молод» либо «стар» конкретный ген, какая у него «родословная» и т. д.

Но, в случае если мы возьмёмся сравнивать геномы бактерий, то столкнёмся с значительной проблемой, которая именуется горизонтальный перенос генов. Как мы знаем, бактерии смогут передавать генетическую данные не только по линии предок–потомок, но и просто друг другу. Горизонтальный перенос в бактериальном мире очень распространён, так что иногда не редкость тяжело сообщить, откуда у той либо другой группы бактерий взялся какой-то конкретный ген: то ли они пришёл из глубины столетий (и тогда мы можем сказать о том, что он был у предков данной группы), то ли он пришёл откуда-то со стороны, от второй группы бактерий.

Однако, исследователям из Дюссельдорфского университета им. Генриха Гейне удалось преодолеть трудность, связанную с горизонтальным переносом. Пробуя уточнить портрет последнего универсального неспециализированного предка, они искали гены, каковые были бы неспециализированными для бактерий и для архей, но при том бактерий и архей сравнивали не по одиночке – по одной разновидности от тех и от вторых – а парами.

Другими словами суть был в том, дабы отыскать такие гены, каковые были бы в один момент у двух различных бактерий и у двух различных архей – при таких условиях уменьшалась возможность того, что гены разошлись по бактериям и археям в следствии горизонтального переноса.

Первоначально в распоряжении авторов работы было 6 млн генов, из 286 000 семейств; по окончании подробного анализа из 6 млн осталось всего 355 – разумеется, как раз они вполне возможно и были в геноме Луки.

О чём возможно делать выводы по этим 355 генам? В статье в Nature Microbiology авторы пишут, что, "Наверное," последний неспециализированный предок был анаэробом, что неудивительно – в те времена кислорода в воздухе было мало, и преимущество было за теми, чей обмен веществ не был на него завязан. Помимо этого, Лука, разумеется, был термофилом и питался водородом.

на данный момент на Земле также имеется археи, каковые в качестве источника энергии (другими словами необычной пищи) применяют H2, окисляя его и превращая в метан. Таковой тип метаболизма считается достаточно древним, и ранее уже высказывались предположения, что старейший общий предок жил именно на водороде, но сейчас это удалось продемонстрировать посредством сравнительного генетического анализа.

Сейчас живущие «водородопожиратели» берут его из самых различных источников, среди них и от микробов, каковые сами создают H2. Но во времена Луки никаких таких микробов ещё не было, исходя из этого ему, разумеется, приходилось селиться рядом с гидротермальными источниками на океанском дне, каковые были для него поставщиков водорода – и тут его термофильность, другими словами свойство жить и развиваться при больших температурах, пришлась как запрещено кстати.

По большому счету, гидротермальные источники, либо «тёмные курильщики», пользуются громадной популярностью в теориях происхождения судьбы. Так, в прошедшем сезоне мы писали о том, что физические условия вблизи «тёмных курильщиков» имели возможность помогать ещё доклеточной эволюции, в то время, когда в старом океане «обитали» лишь старейшие молекулы РНК, и потом эволюция РНК сделала вероятным появление клеточных организмов.

Учитывая, что Лука, вероятнее, также держался рядом с гидротермальными источниками, их смело возможно назвать колыбелью жизни.

По данным Science.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

Последний универсальный общий предок


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , , ,