Жизнь возникла дважды. Ученые нашли доказательства независимого происхождения бактерий и архей

Об этом пишет издание ScienceDaily .

Международная группа ученых исследовала ранний метаболизм — совокупность химических реакций, благодаря которым клетки создают необходимые для жизни вещества. Исследователи проанализировали 420 реакций, а также геномы и структуры белков бактерий и архей.

Выяснилось, что ферменты, обеспечивающие эти реакции, сохранились в обеих группах организмов неодинаково. По оценкам ученых, последний общий предок всех клеток, известный как LUCA, обладал ферментами лишь примерно для половины этих реакций.

Другие процессы могли протекать с участием металлов, естественно присутствовавших в среде гидротермальных источников. Таким образом, ранний метаболизм, вероятно, сочетал действие ферментов с химическими свойствами металлов.

Исследователи также обнаружили примеры того, как бактерии и археи независимо сформировали ферменты, различающиеся по своей структуре, но выполняющие одни и те же жизненно важные реакции. По мнению авторов работы, это могло помочь обеим эволюционным линиям постепенно избавиться от зависимости от химического состава гидротермальных источников.

Отдельно ученые исследовали, откуда ранние клетки могли получать энергию. Современные организмы широко используют АТФ, но на ранней Земле эта сложная молекула, вероятно, еще не могла выполнять такую роль.

Одним из возможных источников энергии мог служить фосфит — форма фосфора, встречающаяся в гидротермальных источниках. В присутствии палладия он способен реагировать с органическими соединениями в воде и запускать реакции, связанные с метаболическим фосфорилированием.

Это дает возможное объяснение того, как химические процессы, предшествовавшие появлению современных клеток, могли получать энергию, необходимую для их протекания.

Для исследования 420 реакций ученые также разработали математический метод, позволивший расположить их в порядке от более простых к более сложным. Такая последовательность может частично отражать порядок появления реакций на ранних этапах эволюции.

Результаты исследования указывают на необычную картину происхождения жизни. Генетический код всех клеток мог иметь общее происхождение, однако переход к независимому существованию бактерий и архей, вероятно, произошел отдельно для каждой из этих линий.

Иными словами, общим для современной жизни мог быть один древний генетический код, в то время как собственно свободноживущие клетки могли возникнуть дважды.