Ένα από τα μεγαλύτερα και πιο συναρπαστικά μυστήρια της επιστήμης είναι η προέλευση της ζωής στη Γη.
Αν και ο πλανήτης μας έχει ηλικία 4,5 δισεκατομμυρίων ετών, η ζωή εμφανίστηκε στη Γη αρκετά αργότερα, μερικές εκατοντάδες χρόνια μετά.
Πολλές μελέτες έχουν γίνει σχετικά με την πιθανή προέλευση της ζωής στη Γη, όμως νέα έρευνα, που διεξήχθη από μια διεθνή ομάδα επιστημόνων, φέρνει εκπληκτικές απαντήσεις.
Σύμφωνα με την έρευνα, η τελευταία φάση της εξέλιξης των ζωντανών οργανισμών στον πλανήτη μας, ένας οργανισμός γνωστός ως LUCA (Τελευταίος Παγκόσμιος Κοινός Πρόγονος), μπορεί να είναι πολύ αρχαιότερη απ’ ό,τι πιστεύαμε μέχρι τώρα.
LUCA: Ο κοινός πρόγονος όλων των ζωντανών οργανισμών
Πρόκειται για μια μεγάλη και σημαντική ανακάλυψη, το μέγεθος της οποίας γίνεται προφανές αν κατανοήσουμε τι ακριβώς είναι ο LUCA.
Πρόκειται για τον κοινό πρόγονο όλων των ζωντανών οργανισμών στη Γη, από τα μικροσκοπικά βακτήρια μέχρι τα μεγαλύτερα θηλαστικά, τα φυτά και τους ανθρώπους.
Ο LUCA ήταν ένας προκαρυωτικός οργανισμός -μια απλή κυτταρική μορφή χωρίς πυρήνα- που έζησε πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Δεν ήταν ένας πολύπλοκος οργανισμός, αλλά μια πρωτόγονη κυτταρική δομή ικανή να αναπαράγεται, να τρέφεται και να αλληλεπιδρά με το περιβάλλον, θέτοντας έτσι τις βάσεις για όλη τη ζωή που γνωρίζουμε τώρα.
Προηγούμενες μελέτες τοποθετούσαν την εμφάνιση του LUCA στα 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, μόλις λίγες εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τον σχηματισμό του πλανήτη μας. Ωστόσο, μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ αναθεώρησε αυτό το χρονοδιάγραμμα κατά περίπου 400 εκατομμύρια χρόνια, εκτιμώντας ότι ο LUCA υπήρχε πριν από 4,2 δισεκατομμύρια χρόνια.
Πώς καθορίστηκε η ηλικία του
Για να προσδιορίσουν την ηλικία του LUCA, οι επιστήμονες εφάρμοσαν μια σύνθετη μέθοδο, γνωστή ως φυλογενετική ανάλυση, η οποία μελετά την εξέλιξη των γονιδίων σε διάφορα είδη.
Καθώς οι οργανισμοί εξελίσσονται, το DNA τους υφίσταται μεταλλάξεις που μεταβιβάζονται στους απογόνους τους. Αυτές οι μεταλλάξεις συμβαίνουν με αργό ρυθμό αλλά συσσωρεύονται με την πάροδο των γενεών. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αυτές τις μεταλλάξεις ως ένα είδος «μοριακού ρολογιού». Συγκρίνοντας τα γονίδια διαφόρων ειδών -ανθρώπων, βακτηρίων και φυτών- κατάφεραν να εντοπίσουν πότε αυτά τα είδη αποκλίνουν από έναν κοινό πρόγονο.
Αναλύοντας τον αριθμό των γενετικών διαφορών που έχουν συσσωρευτεί, υπολόγισαν ότι ο LUCA έζησε περίπου 4,2 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, πολύ νωρίτερα από ό,τι πίστευαν μέχρι τώρα.
Πώς έμοιαζε;
Οι επιστήμονες προσπάθησαν επίσης να ανακαλύψουν πώς ήταν αυτός ο πρωτόγονος οργανισμός και σε τι είδους περιβάλλον ζούσε.
Παρόλο που δεν υπάρχουν απολιθώματα του LUCA, οι ερευνητές διατύπωσαν υποθέσεις βασισμένες στις κοινές ιδιότητες των σύγχρονων οργανισμών.
Σύμφωνα με την έρευνα, αν και ήταν μια απλή προκαρυωτική μορφή ζωής, διέθετε κάποιες απροσδόκητα πολύπλοκες ικανότητες για την εποχή του.Εκτιμάται ότι πιθανώς διέθετε ένα πρωτόγονο ανοσοποιητικό σύστημα, ικανό να αμύνεται ενάντια σε εξωτερικές απειλές, όπως οι ιοί.
Είναι εντυπωσιακό το γεγονός ότι ένας τόσο απλός οργανισμός μπορούσε ήδη να αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του με έναν τόσο εξελιγμένο τρόπο, πολύ πριν από την εμφάνιση των πολυκύτταρων οργανισμών.
Ο LUCA πιθανώς ζούσε σε ένα υδάτινο περιβάλλον πλούσιο σε μέταλλα και χημικές ουσίες, κάτω από ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις. Η έρευνα υποδεικνύει ότι δεν ήταν μόνος του, αλλά αποτελούσε μέρος ενός πρωτόγονου οικοσυστήματος, όπου τα απόβλητά του τροφοδοτούσαν άλλους μικροοργανισμούς, δημιουργώντας έναν φυσικό κύκλο ανακύκλωσης. Αυτοί οι πρώτοι μικροοργανισμοί ήταν ζωτικής σημασίας για την ισορροπία της ζωής στη Γη, πολύ πριν από την εμφάνιση πιο πολύπλοκων μορφών ζωής.
Μια πύλη προς την ιστορία μας
Αναθεωρώντας την εμφάνιση του LUCA στα 4,2 δισεκατομμύρια χρόνια, η νέα αυτή μελέτη μας επιτρέπει να κατανοήσουμε καλύτερα την προέλευση της ζωής στη Γη. Ο LUCA δεν ήταν απλώς ένα κύτταρο, αλλά ο θεμέλιος λίθος μιας ποικιλόμορφης ζωής που εξελίχθηκε για δισεκατομμύρια χρόνια.
Η ανακάλυψη αυτή υπογραμμίζει επίσης τη σημασία της γενετικής και της εξελικτικής έρευνας για να κατανοήσουμε όχι μόνο από πού προερχόμαστε, αλλά και τις συνθήκες υπό τις οποίες η ζωή εμφανίστηκε και διαφοροποιήθηκε.
Ωστόσο, πολλά ερωτήματα παραμένουν αναπάντητα. Ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια είναι το πώς εμφανίστηκε ο LUCA εξ αρχής. Αν και υπάρχουν θεωρίες για την προέλευση της ζωής, όπως η «πρωταρχική σούπα» ή οι υδροθερμικές πηγές στον βυθό των ωκεανών, καμία δεν έχει επιβεβαιωθεί οριστικά.
Αυτό που είναι σίγουρο, όμως, είναι ότι αυτός ο πρωτογενής οργανισμός έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην εξέλιξη της ζωής στη Γη. Κάθε μορφή ζωής, από το απλούστερο βακτήριο έως τον σύγχρονο άνθρωπο, κατάγεται από αυτόν τον αρχαίο πρόγονο.