In de afgelopen jaren heeft DNA-analyse onderzoekers in staat gesteld om de boom des levens in ongelooflijk detail opnieuw te tekenen, maar er is altijd een vraagteken aan de basis van de boom geweest. Hoewel het onwaarschijnlijk is dat onderzoekers ooit de exacte soort zullen vinden die het allemaal is begonnen, hebben ze onlangs een vrij goede beschrijving van LUCA, de laatste universele gemeenschappelijke voorouder van alle wezens op aarde, soms aangeduid als microbiële Eva.
Het leven zoals we het kennen is momenteel verdeeld in zes koninkrijken: planten, dieren, schimmels, protisten, eubacteriën en archaebacteriën. De eerste vier behoren tot het domein dat bekend staat als eukaryoten, sportieve cellen met verschillende kernen. De andere twee koninkrijken, eubacteriën en archaebacteriën zijn eencellige organismen zonder een afzonderlijke kern. Ze zijn allemaal ontstaan uit een eencellige voorouder die ongeveer 4 miljard jaar geleden leefde toen de aarde een hemelse baby was.
Na al die miljarden jaren van verandering zijn de vingerafdrukken van LUCA nog steeds zichtbaar in de genen van moderne organismen. Dat is de reden waarom William Martin, een evolutionair bioloog aan de Heinrich Heine Universiteit in Düsseldorf, Duitsland, het LUCA-spoor in de genen van bacteriën en archaea wilde bestuderen. De onderzoekers geloven dat deze twee eukaryoten werden.
Het opsporen van genen in bacteriën is bijzonder moeilijk omdat ze genetisch materiaal kunnen verwisselen, waardoor het moeilijk is om te onderscheiden of de eencellige organismen een gen van een voorouder hebben ontvangen of het van een andere soort langs de evolutionaire weg hebben opgepikt, meldt Robert F. Service bij Science . Dus besloten Martin en zijn team te zoeken naar genen die werden gedeeld door ten minste twee soorten moderne bacteriën en twee archaea, een indicatie dat het gen waarschijnlijk was geërfd en geen evolutionaire lifter.
De onderzoekers kamden door DNA-databanken en analyseerden de genomen van 2000 moderne microben die de afgelopen twee decennia zijn gesequenced. Uit zes miljoen totale genen vonden ze 355 genfamilies die wijdverbreid waren onder de microben, wat betekent dat het waarschijnlijk genen waren die LUCA doorgegeven had. Ze publiceerden hun resultaten in Nature Microbiology .
LUCA's genen zijn die van een extremofiel organisme dat waarschijnlijk leefde in een gebied waar zeewater en magma elkaar ontmoeten op de oceaanbodem, bekend als hydrothermische openingen, meldt Nicholas Wade in de New York Times . Soortgelijke wezens achtervolgen nog steeds deze omgevingen onder de giftige pluimen van sulfiden en metalen. En veel onderzoekers geloven al dat dit is waar het leven voor het eerst begon.
"Ik was verbijsterd over het resultaat, ik kon het niet geloven, " vertelt Martin Michael Le Page bij New Scientist . "Het is perfect met betrekking tot de hydrothermische vent theorie."
De genen laten zien dat LUCA leefde in een habitat zonder zuurstof, schrijft Service. Het voedde zich ook met waterstofgas, wat betekent dat het waarschijnlijk een organisme was dat in de buurt van oververhitte vulkanische openingen leefde waar waarschijnlijk waterstofgas werd geproduceerd. LUCA's levensstijl is vergelijkbaar met twee soorten microben die onderzoekers hebben ontdekt, de anaërobe bacteriën in het geslacht clostridium en de waterstofschrokken archaea in de methanogenengroep, James Lake, een evolutionaire bioloog bij UCLA vertelt Service
Maar niet iedereen is ervan overtuigd dat de ontdekt waterstofluikende ventbewoner Martin echt LUCA is. John Sutherland van de Universiteit van Cambridge in Engeland, wiens onderzoek suggereert dat de oorsprong van het leven begon op het land en niet diep in de oceaan, vertelt Wade dat het leven zich elders had kunnen ontwikkelen en vervolgens naar plaatsen als hydrothermale openingen kon worden geduwd tijdens wereldwijde rampen zoals de Late Heavy Bombardment, een catastrofale periode in de geschiedenis van de aarde tussen 4 miljard en 3, 8 miljard jaar geleden waarin de planeet werd hervormd door een regen van asteroïden en kometen.
Hij beweert zelfs dat basischemie aantoont dat het leven waarschijnlijk is ontstaan in plassen water op het land, Darwins 'warme kleine vijvers'. Ultraviolet licht van de zon, dat niet reikt tot hydrothermische ventilatieopeningen, is volgens hem een belangrijk element chemie.
Meer onderzoek is nodig voor wetenschappers om de kronkelende takken van de levensboom te ontrafelen en om te bepalen of Martin's LUCA een supergroot tante is of de microbiële Eva.
