Жизнь на Земле могла возникнуть дважды, но это не точно

Есть вероятность, что бактерии и археи независимо стали живыми клетками.

Полноценная клеточная жизнь могла возникнуть на Земле не один, а два раза, допускают исследователи. Согласно новой гипотезе, бактерии и археи — две древнейшие ветви древа жизни — независимо приобрели часть механизмов, необходимых для автономного существования.

Группа эволюционного биолога Уильяма Мартина из Дюссельдорфского университета имени Генриха Гейне изучила гены, связанные с метаболизмом. Ученых интересовали 420 химических реакций, позволяющих превращать водород, аммиак, углекислый газ, воду, сероводород и фосфаты в основные компоненты клетки.

Сравнение геномов бактерий и архей показало, что обе группы имеют общие гены примерно для половины ферментов, необходимых для этих процессов, а остальные ферменты различаются. Ученые считают это признаком того, что бактерии и археи частично самостоятельно прошли путь к превращению в живые клетки.

Сейчас предполагается, что у всех форм жизни на Земле есть универсальный общий предок LUCA, существовавший около 4,2 миллиарда лет назад. Исследователи считают, что LUCA не был полноценной свободноживущей клеткой; скорее всего, это была простые системы из РНК, ДНК и ферментов, находившиеся у гидротермальных источников и зависевшие от присутствовавших там металлов.

Согласно новой гипотезе, вместо единственной сложной клетки-предка, позднее разделившейся на бактерии и археи, внутри гидротермальных пород могло существовать множество химических систем. Металлы могли катализировать важные реакции до появления соответствующих биологических ферментов, а обмен генетическим материалом постепенно создавал новые комбинации систем.

В пользу гипотезы говорит эксперимент, проведенный учеными: они показали, что металлы способны заменять ферменты в ряде базовых метаболических реакций. Палладий, например, катализировал превращение фосфита в фосфат с выделением энергии; такой процесс теоретически мог поддерживать ранние протобиологические системы у гидротермальных источников.