Los científicos han rastreado el origen de la vida en la Tierra hasta hace aproximadamente 4.200 millones de años, arrojando luz sobre el Último Ancestro Común Universal, o LUCA. Esta invención, Publicado en Ecología y evolución de la naturalezaProporciona una reconstrucción detallada de LUCA, ofreciendo nuevas perspectivas sobre la evolución de la vida y la lucha contra el mayor enemigo de la vida, el virus.
Dirigido por un equipo de la Universidad de Bristol, un grupo internacional de investigadores utilizó una combinación de pruebas moleculares y bioquímicas para estimar la edad y las características de LUCA. Al analizar las transcripciones de genes anteriores a LUCA y calibrarlas con fósiles microbianos y registros de isótopos, determinaron que LUCA vivió hace unos 4.200 millones de años, mucho antes de lo que esperaban.
Comprender que comenzó la vida temprana tiene implicaciones importantes para nuestro conocimiento de la historia de la Tierra. Según la mayoría de las estimaciones, la Tierra tiene unos 4.540 millones de años. Cuando la vida comenzó hace unos 4.200 millones de años, la vida comenzó con bastante rapidez y las condiciones para albergar vida en el planeta se establecieron con bastante rapidez.
«No esperábamos que LUCA fuera tan antiguo apenas cientos de millones de años después de la formación de la Tierra», dijo la Dra. Sandra Álvarez-Carretero, una de las coautoras del estudio. En un comunicado de prensa. «Sin embargo, nuestros resultados son compatibles con las visiones modernas de la habitabilidad temprana de la Tierra».
Sin embargo, LUCA no estaba solo. Estaba cazando.
Los conocimientos de los estudios sobre las capacidades metabólicas y el contexto ecológico de LUCA proporcionan una imagen más clara de la biosfera temprana. La capacidad de LUCA para realizar acetogénesis y otros procesos metabólicos resalta la adaptabilidad y complejidad de las primeras formas de vida, que pudieron prosperar en entornos diversos y desafiantes.
Según el estudio, el equipo utilizó un análisis del tiempo de divergencia de copias de genes que existían antes de LUCA, lo que permitió estimaciones de edad más precisas. El equipo también utilizó un algoritmo probabilístico de alineación de árboles de especies y genes para evaluar el tamaño del genoma y las capacidades metabólicas de LUCA. Básicamente, hicieron una especie de árbol genealógico complejo para LUCA y observaron que los ancestros más antiguos de nuestra especie tuvieron que luchar para sobrevivir.
Contrariamente a la noción de LUCA como una entidad aislada, el estudio plantea la hipótesis de que LUCA es parte de un ecosistema establecido. Su metabolismo crea nichos para otros miembros de la comunidad microbiana, facilitando el reciclaje de hidrógeno a través de la fotoquímica atmosférica. Este proceso podría haber respaldado un ecosistema de startups moderadamente productivo. En pocas palabras, permitió que otras formas de vida más simples crecieran a su alrededor, así como el adversario más primitivo de la vida; Virus.
«Nuestro estudio demostró que LUCA era un organismo complejo, no muy diferente de los procariotas modernos, pero lo realmente interesante es que claramente tenía un sistema inmunológico temprano, lo que demuestra que hace 4.200 millones de años, nuestros antepasados estaban involucrados en una carrera armamentista con los virus. «, afirmó el coautor, el Dr. David Pisani explicó.
Mientras que hay No existe un consenso firme sobre el origen de los virus, los científicos saben que, a diferencia del camino final de LUCA hacia células simples y luego complejas, los virus siempre están presentes. A medida que el camino de la evolución de LUCA se esfuerza por volverse cada vez más complejo, Los virus evolucionaron hacia la simplicidad Y una eficiencia brutal.
Apuntaba a nuestros ancestros de 4.200 millones de años. El estudio indica que LUCA tiene un tamaño de genoma de aproximadamente 2,75 megabases (Mb), que codifica alrededor de 2.657 proteínas, lo que es comparable al de los procariotas modernos. Los investigadores creen que LUCA es probablemente un acetógeno anaeróbico de grado procariota, una forma de acetogénesis, un proceso metabólico que produce acetato a partir de dióxido de carbono e hidrógeno. Además, contiene una forma temprana del sistema CRISPR-Cas, que las bacterias y arqueas modernas utilizan para defenderse de los virus.
Al estudiar el genoma de LUCA, el equipo descubrió la presencia de 19 familias de proteínas efectoras CRISPR-Cas de clase 1, lo que indica que las primeras formas de vida ya estaban tratando de descubrir cómo sobrevivir contra los virus.
«Nuestro trabajo reúne datos y métodos de múltiples disciplinas, revelando conocimientos sobre la Tierra primitiva y la vida que ninguna disciplina podría lograr por sí sola», explicó el profesor Philip Donoghue, coautor del estudio. «Esto muestra la rapidez con la que se establecieron los ecosistemas en la Tierra primitiva. Sugiere que la vida podría haber florecido en biosferas similares a la Tierra en otras partes del universo.
MJ Banias cubre espacio, seguridad y tecnología con The Debrief. Puede enviarle un correo electrónico a mj@thedebrief.org o seguirlo en Twitter. @mjbanias.
