Dünyanın En Eski Yaşam Formu LUCA’nın Sırlarını Açığa Çıkarmak
Dünyanın En Eski Yaşam Formu LUCA’nın Sırlarını Açığa Çıkarmak.LUCA’nın 4,2 milyar yıl önce bile virüs saldırısı altında olduğunu gösteren dijital bir gösterim. Kaynak: Science Graphic Design
Bristol Üniversitesi öncülüğündeki bir araştırma, LUCA adlı ortak atadan kaynaklanan Dünya üzerindeki yaşamın, gezegenin oluşumundan kısa bir süre sonra geliştiğini buldu.
Araştırmacılar, genetik analiz ve evrimsel modelleme yoluyla LUCA’nın varlığını yaklaşık 4,2 milyar yıl önceye dayandırdılar ve onun, Dünya’nın en eski ekosistemlerinin ayrılmaz bir parçası olan erken bir bağışıklık sistemine sahip karmaşık bir organizma olduğunu ortaya koydular.
LUCA’nın Genetik Planı ve Onun Torunları
Bugün yaşayan her şey, sevgiyle LUCA (Son Evrensel Ortak Ata) olarak bilinen tek bir ortak atadan türemiştir.
LUCA, bakteriler gibi tek hücreli organizmalardan devasa sekoya ağaçlarına (ve biz insanlara) kadar tüm modern hücresel yaşamın geldiği varsayılan ortak atadır. LUCA, bugün bilinen Bakteriler, Arkeler ve Ökarya gruplarına ayrılmadan önce yaşam ağacının kökünü temsil eder. Modern yaşam, LUCA’dan çeşitli farklı kaynaklardan evrimleşmiştir: tüm hücresel organizmalarda protein oluşturmak için kullanılan aynı amino asitler , paylaşılan enerji para birimi (ATP), ribozom gibi hücresel makinelerin varlığı ve DNA’da depolanan bilgilerden protein yapmakla ilişkili diğerleri ve hatta tüm hücresel yaşamın bilgiyi depolamak için DNA’nın kendisini kullanması gerçeği.
Araştırma Yöntemleri ve LUCA Çağı
Ekip, canlı türlerinin genomlarındaki tüm genleri karşılaştırarak , LUCA’daki ortak atalarından bu yana zaman içinde dizilerinde meydana gelen mutasyonları saydı.
Bazı türlerin ayrılma zamanı fosil kayıtlarından biliniyor; bu nedenle ekip, LUCA’nın ne zaman var olduğunu bulmak için fizikte hızı hesaplamak için kullanılan bilindik denklemin genetik eşdeğerini kullanarak, Dünya’nın ve Güneş Sistemi’nin oluşumundan yaklaşık dört yüz milyon yıl sonra, 4,2 milyar yıl önce cevabına ulaştı.
Bristol’s School of Earth Sciences’tan ortak yazar Dr. Sandra Álvarez-Carretero şunları söyledi: “LUCA’nın Dünya oluşumundan sadece yüz milyonlarca yıl sonra bu kadar eski olmasını beklemiyorduk. Ancak sonuçlarımız erken Dünya’nın yaşanabilirliği hakkındaki modern görüşlerle uyuşuyor.”
LUCA’nın Fizyolojik İçgörüleri ve Evrimsel Modellemesi
Daha sonra ekip, canlı türlerin fizyolojik özelliklerini yaşamın soyağacından LUCA’ya kadar modelleyerek LUCA’nın biyolojisini çözdü. Baş yazar Dr. Edmund Moody şöyle açıkladı: “Genlerin evrimsel tarihi, soylar arasındaki alışverişleri nedeniyle karmaşıktır. Genlerin evrimsel tarihini türlerin soyağacıyla uzlaştırmak için karmaşık evrimsel modeller kullanmalıyız.”
Bristol Biyolojik Bilimler Okulu’ndan ortak yazar Dr. Tom Williams şunları söyledi: “Buradaki gerçek avantajlardan biri, gen-ağaç tür-ağaç uzlaştırma yaklaşımını, yaşamın birincil alanları olan Archaea ve Bacteria’yı temsil eden bu kadar çeşitli bir veri setine uygulamaktır. Bu, LUCA’nın nasıl yaşadığına dair bir miktar güvenle konuşmamızı ve bu güven düzeyini değerlendirmemizi sağlar.”
LUCA’nın Karmaşıklığı ve Çevresel Etkisi
Ortak yazar Profesör Davide Pisani şunları söyledi: “Çalışmamız LUCA’nın karmaşık bir organizma olduğunu, modern prokaryotlardan çok da farklı olmadığını gösterdi, ancak gerçekten ilginç olan şey, erken bir bağışıklık sistemine sahip olduğunun açık olması, bu da atalarımızın 4,2 milyar yıl önce bile virüslerle silahlanma yarışına girdiğini gösteriyor.”
Ortak yazar Tim Lenton (Exeter Üniversitesi, Coğrafya Okulu) şunları söyledi: “LUCA’nın çevresini sömürdüğü ve değiştirdiği açık, ancak tek başına yaşaması pek olası değil. Atıkları, geri dönüşüm ekosistemi yaratmaya yardımcı olacak metanojenler gibi diğer mikroplar için yiyecek olurdu.”
Çalışmanın Erken Yaşam Üzerine Daha Geniş Etkileri
Ortak yazar Profesör Anja Spang (Hollanda Kraliyet Deniz Araştırmaları Enstitüsü) şunları ekledi: “Bu çalışmada kullanılan bulgular ve yöntemler, Dünya tarihi ışığında prokaryotların sonraki evrimini daha ayrıntılı inceleyen gelecekteki çalışmalara da bilgi sağlayacak; buna metanojenik temsilcileriyle birlikte daha az çalışılmış Arkealar da dahil.”
Ortak yazar Profesör Philip Donoghue şunları söyledi: “Çalışmamız, birden fazla disiplinden veri ve yöntemleri bir araya getirerek, tek bir disiplinin tek başına elde edemeyeceği erken Dünya ve yaşam hakkında içgörüler ortaya koyuyor. Ayrıca erken Dünya’da bir ekosistemin ne kadar çabuk kurulduğunu da gösteriyor. Bu, yaşamın evrenin başka yerlerinde Dünya benzeri biyosferlerde gelişiyor olabileceğini gösteriyor.”