Вопрос «как возникла жизнь?», одна из самых больших загадок современной науки. Хотя большинство ученых считают, что все формы жизни произошли от общего примитивный старый микроорганизм, но детали обрезаются. Какой тип генов, который есть у этой формы жизни, и где? Новое исследование, опубликованное в природе микробиология, объясняет происхождение и развитие этого древнего организма.
Опытные ученые заинтересовались происхождением жизни, как правило, решить эту проблему двумя разными способами. Одним из них является подход «снизу вверх», когда они пытаются представить, как давно образовалась жизнь, а потом на реконструкцию основных этапах его возникновения в лаборатории. Альтернативный подход — сверху вниз — заключается в анализе и «изменение» в современные клетки, для того, чтобы упростить и вывести их на ключевые этапы в развитии сложность клетки.
Информатики, которые пытаются решить эту проблему, используя огромные объемы данных, в результате революции в секвенировании ДНК. Она была залита ученых информация о геномах организмов, от бактерий до людей. Вы можете скрыть информацию о последовательности ДНК примитивных клеток — первой клетки на планете, которые используют современные генетического кода, которые были переданы через миллиарды поколений.
«Последний универсальный общий предок» предположил, чтобы быть одним из первых клеток, из которой вышло все живое на Земле. Взаимосвязь между этим предком и современных организмов часто визуализируются в виде эволюционных деревьев, первые известные примеры: Чарльз Дарвин.
Секвенирование ДНК обеспечивает красивый и высоко количественная мера генетическая связь, которая пронизывает всю биологию. Один и тот же код из четырех баз А, С, G и t, которые используются практически всеми организмами на планете. Так что в принципе он может быть использован для построения эволюционных деревьев на всю жизнь. Мы знаем, что некоторые гены существовали на заре клеточной жизни и наследуется всеми последующими формами жизни. Через четыре миллиарда лет, копии, например, маленький Гена 16s ррнк постепенно изменяются в процессе случайных мутаций в отдельных родословных, которая привела к различным формам жизни. Из этого следует, что каждый из них имеет характерную последовательность, которая будет в новом организмов, но больше разнообразия в линии, но для этого уже появились в эволюционном интервале.
Первый анализ этих «универсальных» последовательностей ДНК, которые произошли около 30 лет назад, привели к серьезным изменениям в нашем ценить разнообразие жизни на Земле, и особенно многообразие одноклеточных организмов без ядра (прокариоты). Они также дали совершенно новый домен прокариотных жизни, которая сейчас называется архей.
Попытки создать действительно универсальный деревьев, которые определяют возникновение всех современных клеток из последних всеобщих предков, он был ограничен рядом технических проблем. Одной из проблем является большое количество групп, которые отделены друг от друга, с самого начала жизни. Кроме того, бактерии также могут обмениваться генами между собой, которые более трудно определить их происхождение.
Vodorode?
В новом исследовании ученые использовали умные прогрессивные методы секвенированных генов прокариот в семье. Потом искать сходства и узоры на все группы бактерий, и нашли небольшой набор генов, которые присутствовали в качестве археи и бактерии. Ученым удалось показать, что эти гены могут быть унаследованы от общего предка, а не были получены в процессе обмена.
Этот результат важен, поскольку он определяет конкретную группу бактерий (клостридий) и археи (метаногены), которые ранние версии этих генов, и показывает, что они очень старые и могут быть похожи на первых организмов, которые привели к появлению отдельных родословных бактерий и архей.
Главное, типа гены, которые сохранились до сих пор, рассказывает удивительную историю о среде, в которой он жил последние их предок — в том числе, как у него энергии. Исследование показывает, что в мире жить эти организмы четыре миллиарда лет назад сильно отличались от наших собственных. Свободного кислорода не было в ней, но если вы верите, что гены общего предка полученной энергии из водорода, произведенного, по-видимому, геохимической деятельности земной коры. «Инертных» газов, включая углекислый газ и азот, при условии, основным строительным материалом для всех клеточных структур. Железо имеется в изобилии, а недостаток кислорода превратил его в нерастворимую ржавчину, так что этот элемент используется на ферменты в первой клетке. Некоторые гены, которые, как считается, участвует в адаптации к высокой температуре, которая говорит о другом: организмы, которые эволюционировали в водной среде — подобные современные гидротермальные источники или горячие источники, где они до сих пор с удовольствием живут бактерии.
К сожалению, это не машина времени, мы не можем непосредственно проверить эти результаты. Однако эта информация вызывает большой интерес, особенно для ученых, которые пытаются воссоздать форм примитивной жизни. Страшно подумать, что наших предков (первых) пришлось обходиться без кислорода.
Старый микроорганизмов, показали, что жизнь зародилась в гидротермальных условиях
Илья Хель