Conform Digi24: Ipoteză radicală: Viața pe Pământ ar fi putut apărea de două ori
O nouă cercetare publicată în prestigioasa revistă Science Advances lansează o ipoteză revoluționară, care ar putea rescrie înțelegerea noastră fundamentală despre originea vieții pe Terra. Potrivit acestei studiu, cele două mari ramuri ale vieții cunoscute – bacteriile și arheele – ar fi evoluat independent, sugerând posibilitatea ca viața să fi apărut de două ori, pe căi complet diferite. Această descoperire pune sub semnul întrebării una dintre cele mai vechi teorii din biologie.
Originea vieții rămâne una dintre cele mai mari enigme ale științei. Cum a trecut materia nevie la organisme capabile de creștere, reproducere și metabolizare a energiei este o întrebare care a stârnit dezbateri intense de zeci de ani. Noul studiu propune că tranziția de la non-viu la viu nu a fost un eveniment singular, ci un proces care s-a desfășurat de două ori.
Autorii cercetării susțin că bacteriile și arheele au dezvoltat, separat, mecanismele metabolice esențiale care le-au permis să devină organisme cu viață autonomă. „Noile date permit o singură concluzie. Linia bacteriană și cea arheică au făcut tranziția către starea de viață liberă în mod independent. Avem o singură origine a codului genetic, dar două origini ale vieții”, a declarat William Martin, biolog la Universitatea Heinrich Heine din Dusseldorf și unul dintre autorii studiului.
Reconfigurarea „arborelui vieții”
Definiția actuală a vieții include capacitatea organismelor de a reacționa la mediu, de a genera energie, de a crește și de a se reproduce. Un element crucial în această ecuație este metabolismul, ansamblul de reacții chimice care susțin funcționarea celulară. Paradocsul central este că aceste reacții sunt controlate de enzime, care la rândul lor sunt produse ale metabolismului. Această dilemă a alimentat căutarea unor explicații legate de mediul primordial în care ar fi apărut primele forme de viață.
Ipoteza dominantă plasează apariția vieții în apropierea izvoarelor hidrotermale, unde metalele prezente natural ar fi putut servi drept catalizatori inițiali pentru reacțiile chimice necesare declanșării metabolismului. Această nouă cercetare adaugă o perspectivă neașteptată, sugerând că acest proces de auto-organizare chimică ar fi avut loc de două ori.
Două traiectorii evolutive către autonomie
Echipa de cercetători a analizat structura proteinelor implicate în metabolismul bacteriilor și arheelor. Folosind un algoritm avansat, aceștia au reușit să reconstruiască ordinea aproximativă în care au apărut enzimele esențiale. Rezultatele sugerează că ultimul strămoș universal comun (LUCA – Last Universal Common Ancestor) al tuturor organismelor celulare nu dispunea de autonomie metabolică completă.
„Am descoperit că LUCA dispunea de enzime doar pentru aproximativ jumătate din reacțiile metabolice. Cealaltă jumătate era catalizată de metalele din mediul în care a apărut”, explică Martin. Aceasta înseamnă că proto-celulele timpurii depindeau în continuare de procesele chimice din mediul înconjurător. Abia după milioane de ani, aceste linii celulare au început să dezvolte propriile enzime, dobândind capacitatea de a funcționa independent.
Cercetătorii subliniază că acest proces de independență metabolică nu s-a produs înainte de separarea bacteriilor și arheelor, ci după. Cele două linii evolutive par să fi găsit soluții independente la aceleași provocări biochimice. „Putem observa cazuri în care strămoșii bacteriilor și arheelor au dezvoltat în mod independent enzime cu structuri diferite pentru a cataliza aceeași reacție metabolică esențială”, afirmă biologul Natalia Mrnjavac. Această convergență evolutivă susține ideea că cele două grupuri au atins starea de viață autonomă separat, în ciuda faptului că împărtășesc același cod genetic fundamental.
O nouă perspectivă asupra metabolismului timpuriu
Studiul ar putea oferi, de asemenea, o explicație pentru una dintre cele mai dificile întrebări din biologie: cum funcționa metabolismul înainte de apariția ATP-ului, molecula universală de energie celulară. Cercetătorii au identificat fosfitul, o formă naturală de fosfor prezentă în izvoarele hidrotermale, ca un posibil precursor al ATP-ului.
„Fosfitul și paladiul înlocuiesc ATP-ul și enzimele. Este uimitor și face ca evoluția timpurie să fie mult mai ușor de înțeles”, a adăugat cercetătoarea Manon Schlikker. Dacă această ipoteză va fi confirmată prin cercetări suplimentare, reprezentarea clasică a „arborelui vieții” ar putea fi necesară o revizuire majoră. În loc de un singur trunchi comun, s-ar putea sugera existența a două linii evolutive distincte, separate încă din fazele timpurii ale dezvoltării proto-celulelor.
Sursa: Digi24
