V rozsáhlé a složité historii naší planety stojí jedna otázka nad všemi ostatními: Kde život začal?
Přestože biologie popisuje úžasnou rozmanitost forem života – od nejmenších jednobuněčných bakterií až po masivní savce, kteří obývají naše kontinenty – vědci věří, že všechny tyto různé formy mají jeden společný referenční bod. Tento hypotetický „předek“ je znám pod zkratkou LUCA : Last Universal Common Ancestor.
Biologické spojení
Abychom pochopili význam LUCA, je nutné se podívat na základní „stavební kameny“, které spojují všechny živé organismy. Navzdory rozdílům mezi opicí a archaeou nebo rostlinou a bakterií fungují všechny na základě podobného „operačního systému“:
- DNA a geny: Každá živá bytost používá k přenosu genetické informace kyselinu deoxyribonukleovou (DNA). Tyto instrukce, uspořádané do genů, určují, jak buňky fungují a jak se vyvíjejí organismy.
- Výroba energie: Život potřebuje palivo. Buňky využívají molekuly jako ATP (adenosintrifosfát) k provádění biologických aktivit, podobně jako funguje dobíjecí baterie.
- Buněčná struktura: Bez ohledu na to, zda je organismus jednoduchým jednobuněčným prokaryotem nebo komplexním mnohobuněčným eukaryotem s odlišným jádrem, základní jednotkou života zůstává buňka.
Skutečnost, že tyto mechanismy jsou univerzální, naznačuje, že život nevznikl opakovaně izolovaně jeden od druhého. Místo toho to s největší pravděpodobností začalo jedinou linií, která se postupem času vyvinula do tří oblastí života, které známe dnes: Bakterie, Archaea a Eukaryota.
Kde by mohl LUCA bydlet?
Najít stopy organismu, který žil před miliardami let, je nesmírně složitý úkol. Jelikož LUCA existovala v primitivní éře, nemůžeme ji ve fosilních záznamech najít jako plnohodnotného tvora. Místo toho jsou vědci nuceni hledat stopy v prostředí, kde se život mohl poprvé usadit.
Jedna přední teorie poukazuje na hydrotermální průduchy – trhliny na dně oceánu, kterými z nitra Země vystupuje horká voda bohatá na minerály. Toto prostředí poskytuje chemickou energii a stabilní podmínky potřebné k řízení složitých chemických reakcí, které dávají vzniknout životu. Jiné teorie zvažují jiné scénáře, jako je původ života v mělkých mořích nebo dokonce jeho doručení na Zemi s asteroidy z vesmíru.
Vědecké hledání
Hon na LUCA není jen o pohledu do minulosti; to je touha pochopit mechanismy evoluce samotné. Pomocí genomiky (studium celých genomů) a molekulární biologie se výzkumníci pokoušejí o reverzní inženýrství stromu života.
Pomocí počítačového modelování a studia moderních mikrobů se evoluční biologové snaží rekonstruovat vlastnosti, které LUCA musela mít. Mělo to membránu? Jak zvládal svůj metabolismus? Odpovědí na tyto otázky se přiblížíme k pochopení toho, jak došlo k přechodu od jednoduchých chemických sloučenin ke složitým, soběstačným organismům.
Objev LUCA by byl „chybějící článek“, který poskytuje konečnou odpověď na otázku, jak se život vyvinul z jednoduché chemie do biologické rozmanitosti, která definuje náš svět.
Závěr
Hledání LUCA je cesta za hledáním jediného vlákna, které spojuje veškerý život na Zemi. Studiem obecného genetického a chemického základu života se vědci snaží stanovit přesný okamžik, kdy biologie poprvé začala.
