Viața a evoluat de mai multe ori? Cercetătorii se apropie de un răspuns

De la originile sale umile, viața a infectat întreaga planetă cu nesfârșite forme frumoase. Geneza vieții este cel mai vechi eveniment biologic, atât de vechi încât nu s-a lăsat nicio dovadă clară în urmă în afară de existența vieții însăși. Acest lucru lasă multe întrebări deschise, iar una dintre cele mai tentante este de câte ori viața a apărut în mod magic din elemente nevii.

Toată viața de pe Pământ a evoluat o singură dată sau sunt diferite ființe vii tăiate din diferite țesături? Întrebarea cât de dificil este pentru viață să apară este interesantă, nu în ultimul rând pentru că poate arunca puțină lumină asupra probabilității de a găsi viață pe alte planete.

Originea vieții este o întrebare centrală în biologia modernă și probabil cea mai greu de studiat. Acest eveniment a avut loc acum patru miliarde de aniși s-a întâmplat la nivel molecular, ceea ce înseamnă că au rămas puține dovezi fosile.

Au fost sugerate multe începuturi pline de viață, de la supe primordiale nesatisfăcătoare până la spațiul cosmic. Dar consensul științific actual este că viața a apărut din molecule nevii într-un proces natural numit abiogeneză, cel mai probabil în întunericul gurile hidrotermale de adâncime. Dar dacă viața a apărut o dată, de ce nu de mai multe ori?

Ce este Abiogeneza?

Oamenii de știință au propus diferiți pași consecutivi pentru abiogeneză. Știm că Pământul era bogat în mai multe substanțe chimice, cum ar fi aminoacizii, un tip de molecule numite nucleotide sau zaharuri, care sunt elementele de bază ale vieții. Experimente de laborator, cum ar fi cele iconice Experimentul Miller-Urey, au arătat cum acești compuși pot fi formați în mod natural în condiții similare cu cele ale Pământului timpuriu. Unii dintre acești compuși ar fi putut veni și pe Pământ călărind meteoriți.

Apoi, aceste molecule simple s-au combinat pentru a forma altele mai complexe, cum ar fi grăsimile, proteinele sau acizii nucleici. Important, acizii nucleici - cum ar fi ADN-ul dublu catenar sau vărul său monocatenar ARN— poate stoca informațiile necesare pentru a construi alte molecule. ADN-ul este mai stabil decât ARN-ul, dar, în contrast, ARN-ul poate face parte din reacțiile chimice în care un compus își face copii – auto-replicare.

Ipoteza „lumea ARN”. sugerează că viața timpurie ar fi folosit ARN-ul ca material atât pentru gene, cât și pentru replicare, înainte de apariția ADN-ului și a proteinelor.

Odată ce un sistem informațional poate face copii ale lui însuși, selecția naturală începe. Unele dintre noile copii ale acestor molecule (pe care unii le-ar numi „gene”) vor avea erori sau mutații, iar unele dintre aceste noi mutații vor îmbunătăți capacitatea de replicare. a moleculelor. Prin urmare, în timp, vor exista mai multe copii ale acestor mutanți decât alte molecule, dintre care unele vor acumula noi mutații, făcându-le și mai rapide și mai abundente și așa mai departe.

În cele din urmă, aceste molecule au dezvoltat probabil o limită lipidică (grasă) care separă mediul intern al organismului de exterior, formând protocelule. Protocelulele ar putea concentra si organiza mai bine moleculele necesare in reactiile biochimice, asigurand un metabolism continut si eficient.

Viața pe repetare?

Abiogeneza s-ar fi putut întâmpla de mai multe ori. Pământul ar fi putut naște molecule autoreplicabile de mai multe ori și poate că viața timpurie timp de mii sau milioane de ani a constat doar dintr-o grămadă de molecule de ARN autoreplicabile diferite, cu origini independente, concurând pentru aceleași blocuri de construcție. Din păcate, datorită naturii antice și microscopice a acestui proces, s-ar putea să nu știm niciodată.

Multe experimente de laborator au reprodus cu succes diferite stadiile abiogenezei, dovedind că s-ar putea întâmpla de mai multe ori, dar nu avem certitudinea că acestea au avut loc în trecut.

O întrebare înrudită ar putea fi dacă apare o nouă viață prin abiogeneză pe măsură ce citiți acest lucru. Acest lucru este foarte puțin probabil, totuși. Pământul timpuriu era steril de viață, iar condițiile fizice și chimice erau foarte diferite. În zilele noastre, dacă undeva pe planetă ar exista condiții ideale pentru a apărea noi molecule care se auto-replica, acestea ar fi rapid distruse de viața existentă.

Ceea ce știm este că toate ființele de viață existente descind dintr-un singur ultim strămoș universal comun al vieții (cunoscut și ca LUCA). Dacă mai existau alți strămoși, nu au lăsat descendenți în urmă. Dovezi cheie susțin existența LUCA. Toată viața de pe Pământ folosește același cod genetic, și anume corespondența dintre nucleotidele din ADN cunoscute sub numele de A, T, C și G - și aminoacidul pe care îl codifică în proteine. De exemplu, secvența celor trei nucleotide ATG corespunde întotdeauna cu aminoacidul metionină.

Teoretic, totuși, ar fi putut exista mai multe variante de cod genetic între specii. Dar toată viața de pe Pământ folosește același cod, cu câteva modificări minore în unele linii. Căile biochimice, precum cele folosite pentru metabolizarea alimentelor, susțin și ele existența LUCA; multe căi independente ar fi putut evolua în strămoși diferiți, totuși unele (cum ar fi cele folosite pentru metabolizarea zaharurilor) sunt împărtășite în toate organismele vii. În mod similar, sute de gene identice sunt prezente în ființe vii disparate, care pot fi explicate doar prin moștenire de la LUCA.

Sprijinul meu preferat pentru LUCA vine de la Arborele Vieții. Analizele independente, unele folosindu-se de anatomie, metabolism sau secvențe genetice, au relevat un model ierarhic de relație care poate fi reprezentat ca un arbore. Acest lucru arată că suntem mai legați de cimpanzei decât de orice alte organisme vii de pe Pământ. Cimpanzeii și noi suntem mai înrudiți cu gorilele, împreună cu urangutanii și așa mai departe.

Puteți alege orice organism aleatoriu, de la salata verde din salată până la bacteriile din iaurtul bioactiv și, dacă călătoriți înapoi în timp suficient de departe, veți împărtăși o adevărată strămoș comun. Aceasta nu este o metaforă, ci un fapt științific.

Acesta este unul dintre cele mai uluitoare concepte din știință, unitatea vieții lui Darwin. Dacă citiți acest text, sunteți aici datorită unui lanț neîntrerupt de evenimente reproductive care se întâlnesc în urmă cu miliarde de ani. Oricât de interesant este să ne gândim la viața care apare în mod repetat pe planeta noastră sau în altă parte, este și mai interesant să știm că suntem înrudiți cu toate ființele de viață de pe planetă.

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.

Credit imagine: Giovanni Cancemi / Shutterstock.com

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Mintând viitorul cu Adryenn Ashley. Accesați Aici.
• Cumpărați și vindeți acțiuni în companii PRE-IPO cu PREIPO®. Accesați Aici.
• Sursa: https://singularityhub.com/2023/06/01/did-life-evolve-more-than-once-researchers-are-closing-in-on-an-answer/