La storia della vita sulla Terra è una saga affascinante che abbraccia miliardi di anni. Uno studio recentemente pubblicato sulla rivista natura Revèle que le dernier ancêtre universal (à toutes les formes de vie), LUCA (per Latest Universal Common Ancestor), aurait émergé bien plus qu'on ne le pensait ju'ici, rimettendo in discussione les établiques de l'évolution from life .

Secondo nuove stime, elaborate da un gruppo di ricerca internazionale guidato dall'Università di Bristol, LUCA è vissuta circa 4,2 miliardi di anni fa, poche centinaia di milioni di anni dopo la formazione della Terra. Questa scoperta contraddice le stime precedenti che collocavano la comparsa di LUCA tra 3,5 e 3,8 miliardi di anni fa. Utilizzando dati genetici e fossili e nuovi metodi di analisi, gli scienziati sono stati in grado di migliorare questa cronologia.

Luca: Un microbo al centro dell'evoluzione

LUCA viene spesso descritto come un microbo primitivo, ma i dettagli sulla sua natura rimangono poco chiari. ” LUCA era probabilmente un organismo unicellulare, dotato di membrana cellulare e che utilizzava DNA, RNA e proteine ​​per le sue funzioni biologiche. “Questa descrizione è importante perché ci aiuta a comprendere i primi meccanismi della vita e le basi della biologia moderna”, spiega il dottor Jack Szostak, premio Nobel per la medicina, non coinvolto nello studio.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno identificato circa 2.600 geni codificanti proteine ​​che possono essere ricondotti a LUCA, un numero molto più elevato rispetto alle stime precedenti: circa 100 geni. Questi geni forniscono preziosi indizi sulle capacità biologiche di LUCA, suggerendo che possiede effettivamente meccanismi complessi di metabolismo e riproduzione, nonché un sistema immunitario.

” La storia evolutiva dei geni è complicata dal loro scambio tra lignaggi. Dobbiamo utilizzare modelli evolutivi complessi per riconciliare la storia evolutiva dei geni e dei lignaggi delle specie “, annunciato in dichiarazione Dall'Università di Bristol, il dottor Edmund Moody, autore principale dello studio.

Le condizioni di vita in campagna al tempo di Lucca erano dure. Gli oceani erano molto caldi, i vulcani molto attivi e l’atmosfera era ricca di gas tossici. Tuttavia, questo ambiente ospitava questo antenato comune. Queste condizioni probabilmente hanno svolto un ruolo importante nell’evoluzione delle prime forme di vita. Secondo uno studio pubblicato dall’Università di Chicago, i primi organismi dovettero adattarsi
Ambienti idrotermaliRicco di minerali e composti chimici.

Immergiti nel cuore dei geni dell'ultimo antenato comune del mondo

Il nuovo studio pubblicato sulla rivista Ecologia ed evoluzione della natura, si sono basati su metodi filogenetici avanzati per identificare i marcatori genetici universali presenti negli archaea e nei batteri. Analizzando 574 archaea e 3.020 genomi batterici, i ricercatori sono stati in grado di isolare 59 marcatori genetici adatti a ceppi contenenti sia archaea che batteri.

Per fare ciò, hanno creato un elenco non ridondante di marcatori utilizzati in studi precedenti e lo hanno collegato ai profili di COG (Clusters of Orthologous Genes), arCOG e TIGRFAM, un database di famiglie di proteine ​​per l'annotazione del genoma, identificando e annotando le famiglie di proteine, soprattutto nei batteri e negli archaea. Le proteine ​​corrispondenti sono state estratte e analizzate per verificarne la presenza nei genomi di archaea e batteri.

” Uno dei reali vantaggi di questo studio è l’applicazione dell’approccio di riconciliazione albero-specie-albero a un set di dati diversificato che rappresenta domini essenziali di archaea e batteri. Questo ci permette di dire con una certa sicurezza e stabilire quel livello di fiducia su come vive LUCA Lo ha affermato il dottor Tom Williams della Bristol School of Biosciences, coautore dello studio.

Le sequenze dei marcatori genetici sono state quindi allineate e sono stati costruiti alberi filogenetici utilizzando modelli di sostituzione complessi. I ricercatori hanno anche condotto test rigorosi per eliminare i trasferimenti genetici orizzontali e le duplicazioni che potrebbero distorcere i risultati. Utilizzando metodi di datazione molecolare, sono stati in grado di stimare l'età delle differenze tra i gruppi e concludere che LUCA visse effettivamente circa 4,2 miliardi di anni fa. Questi dati hanno permesso, tra le altre cose, di ricostruire un robusto albero filogenetico e di tracciare l'evoluzione dei geni a partire da questo antenato comune.

Riscrivere la storia della vita

I progressi tecnologici e i nuovi metodi di ricerca genetica consentono agli scienziati di approfondire gli inizi della vita sulla Terra, di cui LUCA fa parte. Altri studi recenti hanno utilizzato database genomici di migliaia di microrganismi moderni per identificare le famiglie di geni che si ritiene siano presenti nel LUCA. I risultati di ciascuno di questi studi ci permettono di comprendere un po’ meglio come si è evoluta la vita a partire da questo antenato comune.

” Penso che se troviamo la vita altrove, assomiglierà molto alla vita moderna, almeno da un punto di vista chimico “, ha annunciato William Martin, professore di biologia evoluzionistica all'Università Heinrich-Heine di Düsseldorf, in
Articolo del 2017 A proposito di LUCA pubblicato dalla NASA.

Quindi, questi ultimi dati LUCA ci costringono a rivalutare la nostra comprensione della storia della vita sulla Terra. Sottolinea anche la straordinaria resilienza e ingegnosità della vita, capace di prosperare in condizioni che oggi descriviamo come inospitali. Queste scoperte ci ricordano anche che, nonostante la nostra diversità, tutta la vita sulla Terra condivide un legame profondo e antico, radicato nei primi istanti del nostro pianeta.

fonte : natura