Elämä alkoi rautaisessa kuumassa lähteessä

Viimeinen yhteinen edeltäjämme tarvitsi rautaa ja seleeniä, muttei happea.

tiede
Teksti
Marko Hamilo
Julkaistu yli kolme vuotta sitten

Elämän historia planeetallamme on suurelta osin yksisoluisten esitumallisten eliöiden historiaa. Aitotumaisten, monisoluisten organismien aika tuli vasta paljon bakteerien ja arkkieliöiden jälkeen.

Perustavin jako elämän synnyn jälkeen on jakautuminen arkieliöihin ja bakteereihin. Niitä edeltävää elämänmuotoa kutsutaan viimeiseksi yhteiseksi esi-isäksi, last universal common ancestor eli LUCA. Määritelmän mukaan kaikki nyt elävät solut ovat Lucan jälkeläisiä. Vain virukset, joilla ei solua olekaan, ovat oma elämänmuotonsa.

Nature Microbiology -lehdessä julkaistun geenitutkimuksen mukaan tämä kaikkien aikojen isoisä sopeutui elämään kuumassa, hapettomassa mineraalipitoisessa ympäristössä, joka muistuttaa nykyisen planeettamme elinympäristöistä lähinnä kuumia lähteitä.

Tutkija William Martin Düsseldorfin yliopistosta kollegoineen analysoi 6,1 miljoonan esitumaisen geenin evoluutiota löytääksen proteiineja koodaavia geenejä, jotka ovat Lucalta perittyjä.

Vaikka vain 355 proteiiniryhmää vastasi tiukkoja kriteerejä, tutkijat pystyisivät niistä päättelemään, että Luca ei tarvinnut aineenvaihdunnassaan happea, että se viihtyi hyvin korkeassa lämpötilassa ja että se hyödynsi hiilidioksidia, typpeä ja vetyä. Tutkijat huomasivat myös, että Luca oli riippuvainen siirtymämetalleista kuten raudasta ja muista alkuaineista kuten seleenistä.

Näiden evoluutioyhteyksien perusteella tutkijat päättelivät, että jotkin nykyaikana elävät bakteeri- ja arkkieliölajit elävät kuten Luca. Tällaisia ovat esimerkiksi arkkieliöihin kuuluvat metanogeenit, jotka tuottavat Suomenkin soilla metaania.

Nyt julkaistu työ tukee teoriaa, jonka mukaan elämä maapallolla on peräisin kuumissa vesissä elävistä organismeista, jotka kykenivät muuttamaan epäorgaanisia yhdisteitä orgaanisiksi yhdisteiksi.

Lucalla oli jo täysin nykyisiä organismeja vastaava dna:n kopiointi- ja luentamekanismi, jolla se valmisti tarvittavia proteiineja ja siirsi perintötekijänsä tytärsoluilleen.

Luca ei ollut ensimmäinen elämänmuoto planeetallamme. On mahdollista, että suuri osa varhaisista eliöistä kuoli sukupuuttoon 3,8-4,0 miljardia vuotta sitten, kun maapallo oli niin kuuma, että mahdollisesti jopa valtameret kiehuivat olemattomiin. Silloin vain kuumassa vedessä elävät, hapettomasti kasvavat eliöt jäivät eloon.