بیگ بنگ: آخرین جد مشترک جهانی معروف به لوکا(LUCA) سرچشمۀ تمام حیات سلولی مدرن از جمله موجودات تک‌سلولی، درختان غول‌پیکر سکویا و همچنین ما انسان‌ها را در بر می‌گیرد. بدین ترتیب، درک ما از “لوکا” بر درکمان از تکامل اولیۀ حیات در زمین تأثیر می‌گذارد.

به گزارش بیگ بنگ، “لوکا”ریشۀ درخت زندگی است که حوزه‌های اصلی پروکاریوتی (باستانی‌ها و باکتری‌ها) از آن منشعب می‌شوند. حیات مدرن از “لوکا” و از طریق منابع مختلف تکامل یافته است: آمینواسیدهای یکسانی که برای ساخت پروتئین در همۀ موجودات سلولی به کار می‌رود، حامل انرژی مشترک(ATP)، وجود ماشین‌های سلولی مانند ریبوزوم و دیگر موارد مربوط به ساخت پروتئین از اطلاعات ذخیره‌شده در دی‌ان‌ای است. همچنین این واقعیت را نشان می‌دهد که تمام حیات سلولی از خودِ دی‌ان‌ای به‌عنوان راهی برای ذخیرۀ اطلاعات استفاده می‌کند.

“ادموند مودی” و همکارانش از دانشگاه بریستول، در این پژوهش تمام ژن‌های موجود در ژنوم گونه‌های زنده را با هم مقایسه کردند و جهش‌هایی را که در طول زمان- از زمان جد مشترکشان “لوکا” تا کنون- در توالی‌های آنها رخ داده، شمارش کردند.

زمان جدایی برخی از گونه‌ها از طریق فسیل آنها مشخص می‌شود. بنابراین، محققان از یک معادله ژنتیکی استفاده کردند تا پی ببرد “لوکا” چه زمانی وجود داشته و بعد از بررسی به ۴.۲ میلیارد سال قبل رسیدند- یعنی دقیقا ۴۰۰ میلیون سال بعد از تشکیل زمین و منظومه شمسی!

دکتر “مودی” گفت: « به‌دلیل تبادل بین دودمانیِ ژن‌ها، تاریخ تکاملی آنها پیچیده است. برای تطبیق تاریخ تکاملی ژن‌ها با تبارشناسی گونه‌ها باید از مدل‌های تکاملی پیچیده‌ای استفاده کنیم.» دکتر “ساندرا آلوارز-کارترو” از دانشگاه بریستول، بیان داشت: «انتظار نداشتیم “لوکا” این‌قدر قدیمی باشد و فقط چند صد میلیون سال پس از شکل‌گیری زمین به وجود آمده باشد. با این حال، نتایجمان با دیدگاه‌های مدرن در مورد اینکه زمین از ابتدای تولدش “قابل سکونت بوده” مطابقت دارد.»

نویسندگان این پژوهش، از طریق تبارشناسی حیات تا “لوکا” و با مدل‌سازی ویژگی‌‌های فیزیولوژیکی گونه‌های زنده، روی زیست‌شناسی “لوکا” کار کردند. دکتر “تام ویلیامز” از دانشگاه بریستول، گفت: «اینجا، یکی از مزایای واقعی، استفاده از رویکرد تطابق ژن-درخت گونه-درخت برای چنین مجموعه‌دادۀ متنوعی است که حوزه‌های اولیۀ حیات باستانی‌ و باکتری‌ها را نشان می‌دهد. این امر به ما اجازه می‌دهد با کمی اطمینان حرف بزنیم و آن سطح اطمینان را در مورد نحوۀ زندگی کردن “لوکا” ارزیابی کنیم.»

“دیوید پیسانی” استاد دانشگاه بریستول، گفت:‌ «مطالعۀ ما نشان می‌دهد که “لوکا” موجود پیچیده‌ای بوده و تفاوت چندانی با پروکاریوت‌های مدرن ندارد. اما نکتۀ بسیار جالب این است که “لوکا” به وضوح دارای سیستم ایمنی اولیه بوده. این امر نشان می‌دهد که حتی ۴.۲ میلیارد سال پیش هم جد ما با ویروس‌ها در جنگ و رقابت بوده است.»

دکتر “تیم لنتون” پژوهشگر دانشگاه اکستر، گفت:‌ «واضح است که “لوکا” در حال بهره‌برداری و تغییر محیطِ خود بوده، اما بعید است که به تنهایی زندگی کرده باشد. بقایای آن می‌تواند غذای میکروب‌های دیگری مانند متانوژن‌ها بوده باشد و یک اکوسیستم بازیافتی ایجاد کرده باشد.»

پروفسور “آنجا اسپانگ” پژوهشگر مؤسسۀ رویال هلند برای تحقیقات دریایی، گفت: «یافته‌ها و روش‌های به‌کار رفته در این تحقیق به مطالعات آتی کمک می‌کند تا با جزئیات بیشتری به تکامل بعدی پروکاریوت‌ها در پرتوی تاریخ زمین- از جمله باستانی‌هایی که روی آنها کمتر مطالعه شده است- بپردازند.»

“فیلیپ دونوگهو” استاد دانشگاه بریستول، گفت: «تحقیق ما داده‌ها و روش‌هایی را از چندین رشته کنار هم قرار داده و بینش‌هایی دربارۀ زمین اولیه و نحوۀ آغاز حیات آشکار می‌سازد که هیچ رشته‌ای به تنهایی نمی‌توانست این یافته را به دست آورد.»

«همچنین تحقیق ما نشان می‌دهد که در زمین آغازین، “اکوسیستم” چقدر سریع به وجود آمد. این امر نشان می‌دهد که احتمالا در مکان‌های دیگر کیهان هم، حیات می‌تواند “شکوفا” شود.» این تحقیق در مقاله‌ای در مجلۀ Nature Ecology & Evolution منتشر شده است.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sci.news