Все живое на Земле — от бактерий до синих китов — восходит к одному-единственному предку. Ученые называют его LUCA, Last Universal Common Ancestor, последний универсальный общий предок. И новое исследование отодвигает его возраст еще дальше в прошлое: до 4,2 миллиарда лет назад. Это всего через 400 миллионов лет после формирования планеты.

Долгое время считалось, что LUCA появился около 4 миллиардов лет назад — то есть спустя 600 миллионов лет после рождения Земли. Но международная группа исследователей, опубликовавшая работу в журнале Nature Ecology & Evolution в 2024 году, передвинула эту дату. Разница в 200 миллионов лет может показаться небольшой на фоне геологических эпох, но она принципиально меняет картину ранней эволюции.

Как вычислили возраст LUCA

Чтобы понять, когда именно жил общий предок, пришлось двигаться назад во времени. Ученые сравнили гены современных видов и подсчитали мутации, накопившиеся с момента расхождения с LUCA. Используя генетическое уравнение, основанное на времени разделения видов, команда вычислила: LUCA существовал уже через 400 миллионов лет после образования Земли. Это помещает его прямо в середину гадейского эона — геологического периода, который часто описывают как адский кошмар: расплавленная поверхность, постоянные удары астероидов, отсутствие стабильной коры.

Но есть нюанс. Эволюционная история генов осложняется их обменом между линиями — горизонтальным переносом. Как объяснил ведущий автор исследования Эдмунд Муди из Бристольского университета, приходится использовать сложные эволюционные модели, чтобы примирить историю генов с генеалогией видов. Это не просто подсчет мутаций, а тонкая реконструкция, учитывающая, что гены могли передаваться не только от предков к потомкам, но и между разными организмами.

У LUCA была иммунная система

Команда не остановилась на возрасте. Ученые восстановили физиологические характеристики современных видов, чтобы понять, каким был LUCA 4,2 миллиарда лет назад. Результаты удивили: хотя LUCA был простым прокариотом, у него, вероятно, уже имелась примитивная иммунная система. Это значит, что общий предок всего живого боролся с древними вирусами.

«Ясно, что LUCA использовал и изменял свою среду, но вряд ли жил один», — отметил соавтор исследования Тим Лентон из Университета Эксетера. Его отходы служили пищей для других микробов, например метаногенов, что помогало создавать рециркуляционную экосистему. То есть уже на заре жизни существовало нечто вроде примитивного сообщества, где отходы одного организма становились ресурсом для другого.

Загадка происхождения жизни остается

LUCA — древнейший общий предок, которого мы знаем, но это не начало жизни. Ученые до сих пор не понимают, как жизнь возникла из неживой материи и как сформировались ранние сообщества, частью которых был LUCA. Исследователи подчеркивают: общее происхождение всей клеточной жизни подтверждается универсальным генетическим кодом, механизмами синтеза белка, общей хиральностью почти универсального набора из 20 аминокислот и использованием АТФ как универсальной энергетической валюты. Но сам переход от химии к биологии — по-прежнему белое пятно.

Вопросы, поставленные в статье, звучат остро: был ли LUCA простым или сложным организмом? В какой среде он обитал и когда? Ответы на них влияют на понимание ранней эволюции жизни на Земле. И хотя возраст в 4,2 миллиарда лет выглядит экстремальным, он согласуется с идеей, что жизнь на нашей планете могла возникнуть почти сразу, как только условия стали хоть сколько-нибудь пригодными.

Дальнейшие исследования должны погрузиться глубже в эту первобытную историю и выяснить, как именно появились вы, я и все остальные живые существа. А пока LUCA остается самым древним известным нам общим предком — существом, которое уже боролось с вирусами и жило в сообществе, когда Земле было всего 400 миллионов лет.