Временной масштаб возникновения и эволюции жизни на Земле
Палеонтологи давно стремились понять древнюю жизнь и общую эволюционную историю жизни в целом
Новое исследование, проведенное учеными из Университета Бристоля, использовало комбинацию геномных и ископаемых данных, чтобы объяснить историю жизни на Земле от ее происхождения до наших дней.
Палеонтологи давно стремились понять древнюю жизнь и общую эволюционную историю жизни в целом.
Тем не менее, летопись окаменелостей ранней жизни чрезвычайно фрагментирована, и ее качество значительно ухудшается к архейскому периоду более 2,5 миллиардов лет назад, когда земная кора остыла настолько, что позволила создать континенты и когда единственной формой жизни были микробы.
Холли Беттс (Holly Betts), ведущий автор исследования из Школы наук о Земле Университета Бристоля, сказала: «Из архейцев очень мало окаменелостей, и их вообще нельзя однозначно отнести к линиям, с которыми мы знакомы, подобно сине-зеленым водорослям или архебактериям»
«Проблема с ранней историей окаменелостей заключается в том, что она настолько ограничена и очень трудно интерпретируется — тщательный повторный анализ некоторых из самых древних окаменелостей показал, что они кристаллы, а не окаменелости».
Ископаемые доказательства ранней истории жизни настолько немногочисленны и трудно поддаются оценке, что новые открытия и переосмысления известных окаменелостей привели к распространению противоречивых идей о сроках ранней истории жизни.
Соавтор работы, профессор Филипп Донохью, также из Бристольской школы наук о Земле, добавил: «Ископаемые не представляют собой единственную линию доказательств, чтобы понять прошлое. Существует второй отчет о жизни, сохранившийся в геномах всех живых существ».
«Объединяя ископаемую и геномную информацию, мы можем использовать подход, называемый «молекулярными часами», который основан на идее о том, что количество различий в геномах из двух живых видов (скажем, человека и бактерии) пропорционально времени, так как они разделяют общего предка».
Используя этот метод, команда ученых была в состоянии получить временные рамки для истории жизни на Земле, которые не полагались на постоянно меняющийся возраст самых старых признанных ископаемых доказательств жизни.
«Используя этот подход, мы смогли показать, что всеобщий предок всех клеточных форм жизни, «LUCA» (Last Universal Common Ancestor), существовал очень рано в истории Земли, почти 4.5 миллиарда лет назад — вскоре после того, как Земля столкнулась с планетой Тея, — событие, которое привело к образованию Луны.
«Это значительно раньше, чем предполагаемые в настоящее время самые старые ископаемые доказательства».
«Наши результаты показывают, что из «LUCA» появились две «первичных» жизненных линии (Eubacteria и Archaebacteria), примерно через один миллиард лет после LUCA.
Этот результат свидетельствует о силе геномной информации, поскольку невозможно, исходя из имеющейся информации о ископаемых, различать самые старые эубактериальные и археобактериальные останки ископаемых.
Исследование подтверждает современные взгляды на то, что эукариоты, линия, к которой принадлежит человеческая ветвь (вместе с растениями и грибами, например), не является основной линией жизни и возникли поздно в истории Земли (<1,84 млрд. лет назад).
Holly C. Betts et al, Integrated genomic and fossil evidence illuminates life’s early evolution and eukaryote origin, Nature Ecology & Evolution (2018). DOI: 10.1038/s41559-018-0644-x