Uit een verbazingwekkende studie blijkt dat het leven op aarde 4,2 miljard jaar geleden verscheen: ScienceAlert

Er was eens een land dat onvruchtbaar was. En alles veranderde toen er vroeg in de geschiedenis van onze planeet op de een of andere manier iets begon te kronkelen tussen de beschikbare chemicaliën: de beschikbare materie werd verwerkt om te overleven, zich voort te planten en te gedijen.

Wat dit ding was, en toen het voor het eerst bewoog, zijn brandende vragen geweest die de mensheid in verwarring hebben gebracht sinds we in staat waren te vragen: “Wat ben ik?”

Nu heeft een nieuwe studie enkele antwoorden gevonden – en het leven verscheen verrassend vroeg.

Door de genomen te bestuderen van organismen die vandaag de dag nog steeds leven, hebben wetenschappers vastgesteld dat de Last Universal Common Ancestor (LUCA), het eerste organisme dat al het leven op aarde voortbracht, al 4,2 miljard jaar geleden verscheen.

In feite is de aarde ongeveer 4,5 miljard jaar oud. Dit betekent dat het leven voor het eerst ontstond toen de planeet nog praktisch in opkomst was.

“We hadden niet verwacht dat Lucca zo oud zou zijn, binnen honderden miljoenen jaren na het ontstaan ​​van de aarde.” zegt evolutiebioloog Sandra Alvarez Carretero Van de Universiteit van Bristol in het Verenigd Koninkrijk. “Onze resultaten komen echter overeen met moderne opvattingen over de bewoonbaarheid van de vroege aarde.”

In het verleden was de aarde een compleet andere plek, en de atmosfeer was net zo giftig als we die vandaag de dag zien. Zuurstof, voor zover het moderne leven het nodig lijkt te hebben, verscheen pas relatief laat in de evolutionaire geschiedenis van de planeet, ongeveer 3 miljard jaar geleden.

Maar het leven verscheen daarvoor; We hebben fossielen van microben die teruggaan tot 3,48 miljard jaar geleden. Wetenschappers geloven dat de omstandigheden op aarde mogelijk stabiel genoeg zijn geweest om leven te ondersteunen. Ongeveer 4,3 miljard jaar geleden.

Maar onze planeet is onderhevig aan erosie, geologische en organische processen die het vinden van bewijs voor het bestaan ​​van dat leven uit die tijd vrijwel onmogelijk maken.

Daarom ging een team van wetenschappers, onder leiding van evolutiewetenschapper Edmund Moody van de Universiteit van Bristol, ergens anders zoeken: in de genomen van organismen en in het fossielenbestand.

Hun onderzoek is gebaseerd op de zogenaamde moleculaire klok. In wezen kunnen we de snelheid schatten waarmee mutaties optreden, en hun aantal tellen om te bepalen hoe lang het geleden is dat de organismen in kwestie afweken van hun gemeenschappelijke voorouders.

Alle levende wezens, van de kleinste microben tot de machtigste schimmels, hebben een aantal dingen gemeen. Er bestaat een universele genetische code. De manier waarop wij eiwitten maken is hetzelfde. Er is een bijna universele set van twintig aminozuren die allemaal op dezelfde manier oriënteren. Alle levende organismen gebruiken adenosinetrifosfaat (ATP) als energiebron in hun cellen.

Op basis van deze overeenkomsten en verschillen berekenden Moody en zijn collega’s hoe lang het geleden was dat de opvolgers van Lucca uiteen begonnen te lopen. Met behulp van complexe evolutionaire modellen konden ze meer te weten komen over Luca zelf: wat hij was en hoe hij overleefde in een land dat zo onherbergzaam was voor zijn nakomelingen.

Ze ontdekten dat LUCA waarschijnlijk erg op elkaar leek ProkaryotenHet is een eencellig organisme dat geen kern bevat. Het was duidelijk Wees niet afhankelijk van zuurstof, omdat er weinig zuurstof beschikbaar was; Dit is niet onverwacht voor een microbe. Als zodanig, de metabolische processen Waarschijnlijk geproduceerd acetaat.

Maar er was nog iets interessants. Het lijkt erop dat Luca niet de enige was.

“Ons onderzoek toonde aan dat LUCA een complex organisme was, dat niet veel verschilde van moderne prokaryoten,” zegt genoom David Pisani Van de Universiteit van Bristol.

“Maar het meest interessante is dat ze duidelijk al een vroeg immuunsysteem hadden, wat aantoont dat onze voorouders zelfs 4,2 miljard jaar geleden verwikkeld waren in een wapenwedloop met virussen.”

Omdat hun metabolische processen afval zouden hebben geproduceerd dat door andere levensvormen zou kunnen worden gebruikt, verschenen ze waarschijnlijk kort na LUCA.

Dit betekent dat het relatief weinig tijd kost in de evolutionaire geschiedenis van een planeet voordat een heel ecosysteem ontstaat – een ontdekking die implicaties heeft die veel verder gaan dan onze kleine lichtblauwe stip.

“Ons werk brengt gegevens en methoden uit meerdere disciplines samen, waardoor inzichten over de aarde en het vroege leven worden onthuld die door geen enkele discipline alleen kunnen worden bereikt.” legt paleontoloog Philip Donohue uit Van de Universiteit van Bristol.

“Het laat ook zien hoe snel een ecosysteem zich op de vroege aarde heeft gevestigd. Dit suggereert dat het leven elders in het universum mogelijk heeft gefloreerd in aardachtige biomen.”

Het onderzoek is gepubliceerd in Natuurlijke ecologie en evolutie.