Descubre los secretos de LUCA, las formas de vida más antiguas de la Tierra.

a Universidad de BristolUn estudio realizado por investigadores de la Universidad de Harvard descubrió que la vida en la Tierra, que proviene de un ancestro común llamado LUCA, floreció poco después de que se formara el planeta.

Mediante análisis genéticos y modelos evolutivos, los investigadores determinaron la existencia de LUCA hace unos 4.200 millones de años, revelándolo como un organismo complejo con un sistema inmunológico temprano integrado con los ecosistemas más antiguos de la Tierra.

Plano genético de LUCA y sus descendientes

Todo lo que vive hoy desciende de un único ancestro común conocido cariñosamente como LUCA (Último Ancestro Común Universal).

LUCA es el supuesto ancestro común del que desciende toda la vida celular moderna, desde organismos unicelulares como las bacterias hasta secuoyas gigantes (así como nosotros, los humanos). LUCA representa la raíz del árbol de la vida antes de que se dividiera en los grupos conocidos hoy en día: Bacteria, Archaea y Eucaliptos. La vida moderna se desarrolló a partir de LUCA a partir de diversas fuentes: la misma Aminoácidos Se utilizan para construir proteínas en todos los organismos celulares, la moneda común de energía (ATP) y la existencia de maquinaria celular como los ribosomas y otras asociadas con la producción de proteínas a partir de la información almacenada en ADNe incluso el hecho de que todas las formas de vida celular utilizan el propio ADN como medio para almacenar información.

Métodos de investigación y la era LUCA

El equipo comparó todos los genes en los genomas de los organismos. Clasificarcontando las mutaciones que se han producido dentro de sus secuencias a lo largo del tiempo desde que compartieron un ancestro en LUCA.

El tiempo de separación de algunas especies se conoce a partir del registro fósil, por lo que el equipo utilizó un equivalente genético de la conocida ecuación utilizada para calcular la velocidad en física para descubrir cuándo existió LUCA, y llegó a la respuesta de que ocurrió hace 4.200 millones de años. , unos cuatrocientos millones de años después de que se formaran la Tierra y nuestro sistema solar.

La Dra. Sandra Álvarez Carretero, coautora del estudio de la Facultad de Ciencias de la Tierra de Bristol, dijo: «No esperábamos que el planeta Luca fuera tan antiguo, cientos de millones de años después de la formación de la Tierra. Sin embargo, nuestros resultados son consistentes con opiniones recientes sobre la habitabilidad de la Tierra primitiva.

Conocimientos fisiológicos y modelado evolutivo de LUCA.

A continuación, el equipo trabajó para determinar la biología de LUCA modelando las características fisiológicas de las especies vivas a través del linaje de vida de LUCA. El autor principal, el Dr. Edmund Moody, explicó: «La historia evolutiva de los genes se complica por su intercambio entre linajes. Tenemos que utilizar modelos evolutivos complejos para conciliar la historia evolutiva de los genes con la genealogía de las especies».

El Dr. Tom Williams, coautor del estudio de la Facultad de Ciencias Biológicas de Bristol, dijo: «Una de las ventajas reales aquí es aplicar el enfoque de reconciliación del árbol de genes y el árbol de especies a un conjunto tan diverso de datos que representan dominios fundamentales de la vida como arqueas y bacterias Esto nos permite “decirlo con bastante confianza y evaluar ese nivel de confianza sobre cómo vive LUCA”.

Las complejidades del proyecto LUCA y su impacto ambiental

El profesor David Pisani, coautor del estudio, dijo: «Nuestro estudio demostró que LUCA era un organismo complejo, no muy diferente de los procariotas modernos, pero lo realmente interesante es que claramente tenía un sistema inmunológico temprano, lo que demuestra que incluso antes «Hace 4.200 millones de años, nuestros antepasados ​​participaron en una carrera armamentista con los virus».

El coautor Tim Lenton (de la Facultad de Geografía de la Universidad de Exeter) dijo: «Los LUCA claramente estaban explotando y cambiando su entorno, pero es poco probable que hayan vivido solos. Sus desechos podrían haber sido alimento para otros microbios, como los metanógenos». , lo que ayudaría a crear un ecosistema de reciclaje”.

Las implicaciones más amplias del estudio para la vida temprana

La profesora coautora Anya Spang (Instituto Real de Investigaciones Marinas de los Países Bajos) añadió: «Los resultados y métodos utilizados en este trabajo también beneficiarán a futuros estudios que investiguen con más detalle la evolución posterior de las arqueas a la luz de la historia de la Tierra, incluidas las menos estudiadas». archaea y sus representantes metanogénicos”.

El profesor Philip Donoghue, coautor, dijo: “Nuestro trabajo reúne datos y métodos de múltiples disciplinas, revelando conocimientos sobre la Tierra y la vida temprana que ninguna disciplina por sí sola podría lograr. También muestra la rapidez con la que se estableció un ecosistema en los primeros tiempos. Tierra. Esto «sugiere que la vida puede florecer en biosferas similares a la Tierra en otras partes del universo».

Referencia: “La naturaleza del último ancestro común universal y su impacto en el sistema terrestre primitivo” por Edmund R. R. Moody, Sandra Alvarez-Carretero, Tara A. Mahendrarajah, James W. Clark, Holly C. Bates, Nina Dombrowski, Lenard L Xanthu, Richard A. Boyle y Stuart Dennis, Shi Chen, Nick Lin, Zhiheng Yang, Graham A. Shields, Gergely J. Solosi, Anya Spang, David Pisani, Tom A. Williams, Timothy M. Linton y Philip C. J. Donoghue, 12 de julio de 2024. Ecología natural y evolución..
doi: 10.1038/s41559-024-02461-1

En el estudio también participaron científicos del University College London (UCL), la Universidad de Utrecht, el Centro de Investigación Ambiental de Budapest y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa de la Universidad de Graduados.

La investigación fue financiada por la Fundación John Templeton. Las opiniones expresadas en esta publicación son las de los autores y no reflejan necesariamente las opiniones de la Fundación John Templeton.