บรรพบุรุษสามัญลึกลับของทุกชีวิตบนโลกอาจซับซ้อนกว่าความคิดก่อนหน้านี้ - สิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนนักวิทยาศาสตร์แนะนำ
บรรพบุรุษสามัญสากลคนสุดท้ายหรือ Luca เป็นสิ่งที่นักวิจัยเรียกผู้เบิกทางของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด มากเกี่ยวกับ Luca ยังคงเป็นปริศนา - หลายคนคิดว่ามันเป็นมากกว่าการชุมนุมดั้งเดิมของชิ้นส่วนโมเลกุลซุปเคมีจากวิวัฒนาการที่ค่อยๆสร้างรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น บางคนถึงกับถกเถียงกันว่ามันเป็นเซลล์หรือไม่ -ทฤษฎีเกี่ยวกับชีวิตแรกของโลก-
ตอนนี้หลังจากการวิจัยมานานหลายปีเกี่ยวกับคุณลักษณะของจุลินทรีย์ที่ถูกผสมกันครั้งหนึ่งนักวิทยาศาสตร์แนะนำให้บรรพบุรุษสามัญสากลคนสุดท้ายมีความซับซ้อนและเป็นที่รู้จักในฐานะเซลล์
อวัยวะขนาดเล็ก
นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่ภูมิภาคของเซลล์ที่เต็มไปด้วยความเข้มข้นของโพลีฟอสเฟตความเข้มข้นสูงโมเลกุลเช่น ATP ที่ใช้ถ่ายโอนพลังงานรอบเซลล์ในรูปแบบทางเคมี สถานที่จัดเก็บนี้สำหรับโพลีฟอสเฟตอาจเป็นตัวแทนของออร์แกเนลล์สากลที่รู้จักกันเป็นครั้งแรก - ช่องภายในเซลล์ที่ทำหน้าที่เป็นอวัยวะขนาดเล็ก - ผู้ตรวจสอบแนะนำ organelles ชนิดอื่น ๆ ได้แก่ คลอโรพลาสต์ซึ่งทำให้พืชสามารถใช้แสงแดดเป็นพลังงานและไมโตคอนเดรียนซึ่งช่วยให้ชีวิตใช้ออกซิเจนในการหายใจ
นักวิทยาศาสตร์คิดว่าออร์แกเนลล์หายไปจากแบคทีเรียและลูกพี่ลูกน้องของจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องArchaea- ตอนนี้การค้นพบเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า organelle จัดเก็บโพลีฟอสเฟตนี้มีอยู่ในทั้งสามโดเมนของชีวิต - แบคทีเรียอาร์เคียและยูคาริโอตซึ่งรวมถึงสัตว์พืชและเชื้อรา
“ มันเป็นความเชื่อของจุลชีววิทยาที่ออร์แกเนลล์ไม่ได้อยู่ในแบคทีเรีย” Manfredo Seufferheld นักวิจัยนักวิจัยทางสรีรวิทยาและนักชีววิทยาเซลล์ของมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ที่ Urbana-Champaign กล่าว ถึงกระนั้นการวิจัยก่อนหน้านี้ของเขาและเพื่อนร่วมงานของเขาก็แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างการจัดเก็บโพลีฟอสเฟตในแบคทีเรียอย่างน้อยสองชนิดนั้นมีร่างกายทางเคมีและทำหน้าที่เหมือนกับอวัยวะที่เรียกว่า acidocalcisome ที่พบในยูคาริโอตเซลล์เดียว
เพื่อค้นหาหน่วยจัดเก็บนี้ในการวิจัยล่าสุดของพวกเขาทีมได้วิเคราะห์ประวัติวิวัฒนาการซึ่งเป็นเอนไซม์ที่รู้จักกันในชื่อ pyrophosphatase vacuolar proton pyrophosphatase (V-H+PPase) ซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาใน acidocalcisomes ของเซลล์ยูคาริโอตและแบคทีเรีย ผลการวิจัยพบว่า Archaea ยังมีเอนไซม์และโครงสร้างที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีเช่นเดียวกับ acidocalcisome
"ออร์แกเนลล์นี้ดูเหมือนจะเป็นสากล" Seufferheld บอกกับ Livescience "สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าบรรพบุรุษร่วมกันทั่วไปของสากลมีโครงสร้างเซลล์มากกว่าที่คนอื่นคิด"
อธิบายถึงบรรพบุรุษร่วมกัน
โดยการเปรียบเทียบลำดับของยีนสำหรับเอนไซม์นี้จากสิ่งมีชีวิตหลายร้อยชนิดที่แสดงถึงสามโดเมนของชีวิตนักวิจัยได้สร้างต้นไม้ครอบครัวแสดงให้เห็นว่าเอนไซม์รุ่นต่าง ๆ ในสปีชีส์ต่าง ๆ เกี่ยวข้องกันอย่างไร ยิ่งลำดับที่คล้ายกันมากขึ้นเท่าไหร่พวกเขาก็ยิ่งมีความสัมพันธ์กันมากขึ้นและยิ่งพวกเขามีความคล้ายคลึงกันน้อยลง
นักวิจัยพบองค์ประกอบของ V-H+PPASE ที่ใช้ร่วมกันโดยยูคาริโอต 31 สายพันธุ์, 231 ของแบคทีเรียและ 17 ของอาร์เคีย คำอธิบายที่ง่ายที่สุดและน่าจะเป็นไปได้มากที่สุดสำหรับการค้นพบนี้ "จะเป็นไปได้ว่าคุณมีเอนไซม์อยู่แล้วก่อนที่การกระจายความเสี่ยงจะเริ่มขึ้นบนโลก" นักวิจัย Gustavo Caetano-anollésนักวิจัยของมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ที่ Urbana-Champaign กล่าว "โปรตีนอยู่ที่นั่นเพื่อเริ่มต้นและจากนั้นได้รับการสืบทอดเข้าสู่สายเลือดที่เกิดขึ้นใหม่ทั้งหมด"
การค้นพบเหล่านี้แนะนำว่า "เราอาจประเมินต่ำเกินไปความซับซ้อนของบรรพบุรุษร่วมกันนี้จริงแค่ไหน, "นักวิจัย James Whitfield นักวิวัฒนาการของมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ที่ Urbana-Champaign กล่าว
บรรพบุรุษสามัญสากลสุดท้ายอาจซับซ้อนกว่าสิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุดในปัจจุบัน
“ บางคนแย้งว่าเหตุผลที่ว่าแบคทีเรียนั้นง่ายมากเพราะพวกเขาต้องอยู่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและพวกเขาต้องทำซ้ำอย่างรวดเร็วมากดังนั้นพวกเขาอาจจะลดรุ่นของสิ่งที่อยู่ที่นั่นในตอนแรก” Whitfield กล่าว "ตามมุมมองนี้พวกเขาได้กลายเป็นความคล่องตัวทางพันธุกรรมและโครงสร้างจากสิ่งที่พวกเขาเป็นเหมือนเดิม" -ชีวิตที่รุนแรงบนโลก: 8 สิ่งมีชีวิตที่แปลกประหลาด-
การวิพากษ์วิจารณ์ที่อาจเกิดขึ้นอย่างหนึ่งคืออาร์เคียและแบคทีเรียอาจไม่ได้รับมรดกออร์แกเนลล์นี้จากบรรพบุรุษร่วมกันทั่วไปของสากล ทั้งสองโดเมนของชีวิตนี้มีความสามารถในการดูดซับยีนและแม้แต่ออร์แกเนลล์จากชีวิตอื่น - ปรากฏการณ์ในอดีตเป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นการถ่ายโอนยีนด้านข้างหรือแนวนอนซึ่งเป็น endosymbiosis
อย่างไรก็ตามนักวิจัยกล่าวว่ามีโอกาสน้อยที่แบคทีเรียและอาร์เคียจะเจออวัยวะนี้โดยการถ่ายโอนยีนด้านข้างและ endosymbiosis ต้นไม้ครอบครัวที่วาดขึ้นสำหรับ V-H+PPase นั้นคล้ายคลึงกับต้นไม้ครอบครัวอื่น ๆ ที่สร้างขึ้นโดยการศึกษาก่อนหน้านี้ว่าแต่ละครั้งวิเคราะห์ยีนได้ถึงหลายร้อยยีน สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่า V-H+PPase และ organelle ที่เกี่ยวข้องถูกส่งผ่านลงมาเหมือนยีนอื่น ๆ ทั้งหมด หากการถ่ายโอนยีนด้านข้างหรือ endosymbiosis มีส่วนเกี่ยวข้องต้นไม้ครอบครัวสำหรับ V-H+PPase "จะขัดแย้งกับต้นไม้ครอบครัวที่เรารับรู้จากแหล่งข้อมูลอื่น ๆ " Whitfield กล่าวกับ LiveScience
ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งที่เกี่ยวกับบรรพบุรุษร่วมกันทั่วไปที่ยังคงอยู่คือมันไม่ใช่สิ่งมีชีวิตเดียวที่เป็นเซลล์เดียว Whitfield กล่าวเสริม ค่อนข้างมันอาจจะเป็นอาณานิคมของหน่วยงานย่อยเล็ก ๆ “ เราไม่มีทางบอกได้” เขากล่าว
ขณะนี้นักวิจัยวางแผนที่จะตรวจสอบประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของโปรตีนอื่น ๆ ที่เชื่อมโยงกับออร์แกเนลล์นี้เพื่อรับภาพของบรรพบุรุษสามัญสากลคนสุดท้ายที่อาจเป็นอย่างไร
นักวิทยาศาสตร์ให้รายละเอียดการค้นพบของพวกเขาออนไลน์ 5 ตุลาคมในวารสารชีววิทยาโดยตรง
