Choć historia życia na Ziemi sięga miliardów lat, jej początki wciąż budzą wiele pytań
Najnowsze badania rzucają nowe światło na tajemniczego przodka wszystkich organizmów – LUCA, czyli Last Universal Common Ancestor. LUCA nie był jednym organizmem, lecz populacją prymitywnych komórek, z której wyewoluowały wszystkie formy życia znane dziś na Ziemi – od bakterii po wieloryby. Okazuje się, że ten nasz przodek mógł istnieć znacznie wcześniej, niż dotąd przypuszczano – nawet 4,2 miliarda lat temu, zaledwie kilkaset milionów lat po uformowaniu się planety.
Życie istniało długo przed kambrem
Większość znanych i rozpoznawalnych form życia – ryby, stawonogi, mięczaki czy pierwsze kręgowce – pojawiła się dopiero około 530 milionów lat temu podczas tzw. eksplozji kambryjskiej. To wydarzenie zapoczątkowało gwałtowny rozwój złożonych organizmów wielokomórkowych, jaki znamy z zapisu kopalnego.
Jednak to nie wtedy rozpoczęła się historia życia na Ziemi. Przez dekady naukowcy szacowali, że LUCA pojawił się na scenie znacznie wcześniej – około 4 miliardów lat temu, czyli zaledwie 600 milionów lat po uformowaniu się planety. Najnowsze badania przesuwają ten moment jeszcze dalej w przeszłość – aż o 200 milionów lat wstecz – do epoki hadeanu, kiedy Ziemia była miejscem nieprzyjaznym, niemal piekielnym, a mimo to mogła już tętnić prymitywnym życiem.
W artykule opublikowanym w Nature Ecology & Evolution, naukowcy opisują, jak za pomocą porównań genetycznych i modeli ewolucyjnych odtworzyli tempo mutacji i momenty rozdzielenia się głównych linii życia. „Ewolucyjna historia genów jest skomplikowana przez ich wymianę między liniami ewolucyjnymi” – zauważa dr Edmund Moody, główny autor badania.
W jakim środowisku żył LUCA?
Choć LUCA był prymitywnym organizmem, mógł już posiadać zarys systemu odpornościowego – co sugeruje, że nawet wtedy istniały zagrożenia w postaci wirusów. Co więcej, zdaniem prof. Tima Lentona z Uniwersytetu w Exeter, LUCA funkcjonował w społeczności mikroorganizmów. „Jego odpady mogły stanowić pożywienie dla innych mikroorganizmów, takich jak metanogeny, tworząc podstawy pierwotnego, samowystarczalnego ekosystemu” – tłumaczy badacz.
LUCA w świetle nowych teorii
W badaniu opublikowanym przez dr. Shenga Tanga i dr. Minghua Gao w czasopiśmie Life zaproponowano, że LUCA prawdopodobnie zamieszkiwał okolice głębokowodnych kominów hydrotermalnych – miejsc bogatych w minerały i energię niezbędną do reakcji biochemicznych.
Równolegle dr Zhenfei Burton i dr Lili Lei w artykule opublikowanym w Genes sugerują, że LUCA miał już aparat translacyjny oraz korzystał z ATP jako uniwersalnego nośnika energii, co zbliża go bardziej do znanych nam dziś organizmów niż do „prebiotycznej zupy”.
LUCA – bardzo ważne ogniwo
Dla dr Betül Kaçar z Uniwersytetu Wisconsin LUCA jest „mostem między chemią a biologią”. Jej zdaniem, LUCA to nie tyle punkt startowy, co organizm stanowiący rezultat wcześniejszych, mniej stabilnych form życia. „Pozwala zrozumieć, jak z chaosu powstały zorganizowane systemy genetyczne” – komentuje Kaçar.
Z kolei dr John Jimenez z Uniwersytetu w Madrycie porównuje Ziemię z okresu LUCA do „planetarnego PCR-u” – systemu prób i błędów, który testował różne układy chemiczne aż do wyewoluowania najstabilniejszej wersji organizmu, który nazwano LUCA.
Choć LUCA jest obecnie najstarszym znanym wspólnym przodkiem wszystkich organizmów, wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi. Naukowcy zamierzają zbadać jego genom, strukturę błony komórkowej, metabolizm oraz środowisko życia. Z pomocą mają przyjść zaawansowane narzędzia bioinformatyczne, a nawet modele sztucznej inteligencji.
Jak wskazuje dr Amanda Poole, „najważniejsze pytania dopiero przed nami – czy przed LUCA istniały inne, bardziej prymitywne formy życia, które nie zostawiły żadnych śladów?”.
Źródła naukowe
- Moody, E. et al. (2024). LUCA’s early emergence in the Hadean eon. Nature Ecology & Evolution. Link
- Tang, S., & Gao, M. (2025). The origin(s) of LUCA. Life, 15(1), 75. Link
- Lei, L., & Burton, Z. F. (2025). Chemical evolution of life on Earth. Genes, 16(2), 220. Link
- Kaçar, B. et al. (2025). Translation origins and LUCA. Trends in Genetics. Link
- Jimenez, J. (2025). Earth as a planetary PCR machine. arXiv preprint. PDF
- Poole, A. (2025). Reconstructing LUCA. Springer. Link
- Orf, D. (2025). All life on Earth comes from one single ancestor. Popular Mechanics. Link
