I primi organismi unicellulari vissero 4,2 miliardi di anni fa
Il cellulare di Luca viene attaccato da virus – elaborazione digitale
Fonte: Design grafico scientifico
La vita sulla Terra potrebbe essere molto più antica di quanto si pensasse in precedenza. I ricercatori hanno rintracciato gli inizi e calcolato un nuovo momento per l’emergere della cellula chiamata Luca. Sorprendentemente, ciò accade poco dopo l’inizio del sistema solare.
DottL’ultimo antenato comune di tutte le forme di vita conosciute probabilmente visse molto prima di quanto si pensasse in precedenza, circa 4,2 miliardi di anni fa. In uno studio genetico, un gruppo di ricerca internazionale guidato da Philip Donoghue dell’Università di Bristol ha ricostruito l’albero genealogico di questa specie fino ai suoi presunti inizi: secondo lo studio si tratta di un organismo unicellulare simile ai batteri che si trovano oggi.
Ma è anche possibile che a quel tempo esistessero altri organismi e virus, Il gruppo scrive Rivista di “Ecologia ed evoluzione del paesaggio”.
Gli organismi odierni hanno molte somiglianze: utilizzano tra l’altro lo stesso codice genetico e l’adenosina trifosfato (ATP) come fonte di energia. Questo è il motivo per cui i biologi generalmente presumono che tutti gli organismi oggi abbiano un ipotetico antenato comune, chiamato luca (ultimo antenato comune universale).
Finora si presumeva che Luca avesse al massimo 3,9 miliardi di anni. Ciò è supportato dal fatto che i primi anni di vita probabilmente non sarebbero sopravvissuti al cosiddetto violento bombardamento tardivo, in cui molti corpi celesti sembrano aver colpito la Terra circa quattro miliardi di anni fa. Ma una nuova ricerca suggerisce che questi effetti potrebbero essere meno violenti di quanto si pensasse in precedenza. Quindi l’ultimo antenato comune potrebbe essere vissuto molto prima.
I calcoli del presente studio stimano la sua età a 4,2 miliardi di anni, cioè solo 400 milioni di anni dopo la formazione del sistema solare. “Non ci aspettavamo che Luca fosse così vecchio, solo centinaia di milioni di anni dopo la formazione della Terra”, ha detto la coautrice Sandra Alvarez Carretero dell’Università di Bristol in una dichiarazione dell’università.
Nella loro analisi, Donoghue e i suoi colleghi hanno esaminato geni specifici nell’albero genealogico della specie e hanno calcolato la loro età basandosi, tra le altre cose, sui presunti tassi di mutazione, il cosiddetto orologio molecolare. Hanno testato la calibrazione dell’età del loro modello utilizzando fossili.
Luca a quel tempo aveva già il sistema immunitario
Il team ipotizza che il genoma di Luca sia composto da circa 2,75 milioni di paia di basi, una dimensione simile a quella degli organismi unicellulari che non hanno un nucleo cellulare, cioè i procarioti. “Ma ciò che è veramente interessante è che aveva un sistema immunitario precoce”, afferma il coautore David Pisani, anche lui di Bristol. “Ciò dimostra che i nostri antenati erano già in una corsa agli armamenti contro i virus 4,2 miliardi di anni fa.” Il sospetto genoma di Luca contiene in realtà geni per il semplice sistema CRISPR, un precursore del sistema CRISPR-Cas, che oggi viene utilizzato dai batteri per difendersi da virus e virus. Viene anche utilizzato come forbice genetica nelle biotecnologie.
I ricercatori ipotizzano che oltre ai virus, nell’ambiente di Luca vivano anche altri organismi unicellulari. Luca appartiene ai cosiddetti protozoi, dal nome dell’acido acetico che viene secreto come prodotto finale del metabolismo. Questi organismi potrebbero aver utilizzato organismi unicellulari che producono metano come nutrienti. Secondo il gruppo di ricerca, Luca stesso avrebbe potuto utilizzare idrogeno e anidride carbonica come prodotti primari del suo metabolismo.
I ricercatori possono immaginare due regioni come habitat in cui l’idrogeno libero era disponibile nell’antico oceano: appena sotto la superficie o nelle calde sorgenti delle profondità marine.
La prima possibilità è che uno dei geni ipotizzati dai ricercatori contenga il progetto di una proteina che gli organismi moderni utilizzano per riparare i danni causati dalle radiazioni ultraviolette. Inoltre, a causa della forte attività vulcanica dell’epoca, nell’atmosfera ci sarebbe stato abbastanza idrogeno da poter raggiungere le acque superficiali. Luca non aveva bisogno di ossigeno libero.
“Il nostro lavoro riunisce dati e metodi provenienti da più discipline, rivelando intuizioni sulla Terra primordiale e sulla vita che nessuna disciplina potrebbe ottenere da sola”, afferma Donoghue. I risultati hanno anche mostrato che probabilmente l’ecosistema era già consolidato ai tempi di Lucca. “Ciò suggerisce che la vita potrebbe prosperare in biosfere simili alla Terra in altre parti dell’universo”.