Conform Descopera: Viața pe Pământ ar fi putut apărea de două ori, independent, sugerează un nou studiu. Cercetătorii propun o ipoteză îndrăzneață conform căreia cele două mari ramuri ale vieții, bacteriile și arheele, și-ar fi dezvoltat separat capacitatea de a avea un metabolism complet, un pas esențial în transformarea materiei neînsuflețite în organisme vii. Deși ambele folosesc reacții metabolice similare, enzimele care le catalizează prezintă diferențe evolutive semnificative.

Misterul metabolismului primordial

Metabolismul reprezintă complexul de reacții chimice prin care un organism își produce moleculele necesare funcționării sale. Spre deosebire de virusuri, care nu au un metabolism propriu, toate formele de viață cunoscute depind de acest proces vital. Provocarea majoră în înțelegerea originii vieții constă în modul în care primele reacții metabolice au putut avea loc înainte de existența enzimelor, întrucât enzimele sunt, la rândul lor, produse prin reacții metabolice.

Ipoteza propusă plasează originea acestor reacții în mediile hidrotermale de pe Pământul timpuriu. Acolo, metalele prezente în mod natural ar fi acționat ca primii catalizatori, transformând substanțe simple precum hidrogenul, dioxidul de carbon și amoniacul în molecule din ce în ce mai complexe. Analiza enzimelor implicate în metabolismul bacteriilor și arheelor actuale a condus la concluzia că ultimul strămoș comun universal al tuturor organismelor, cunoscut ca LUCA (Last Universal Common Ancestor), dispunea de enzime doar pentru aproximativ jumătate dintre reacțiile metabolice necesare. Restul era dependent de catalizatori metalici din mediul înconjurător.

Două origini, un cod genetic

Pe măsură ce proto-celulele au evoluat, au început să producă tot mai multe enzime proprii, devenind treptat independente de mediul extern. Studiul sugerează că această tranziție către organisme complet autonome s-a produs abia după separarea liniilor evolutive ale bacteriilor și arheelor. Astfel, cele două grupuri ar fi găsit soluții independente pentru a îndeplini aceleași reacții metabolice, dezvoltând enzime distincte. Biologul William Martin, de la Universitatea Heinrich Heine din Dusseldorf, Germania, afirmă că „Datele indică o singură origine a codului genetic, dar două origini ale vieții”.

Un nou rol pentru fosfit și paladiu

Studiul aduce și o posibilă explicație pentru o altă problematică legată de originea vieții: generarea ATP (adenozintrifosfat), molecula care alimentează metabolismul tuturor organismelor actuale. Cercetătorii consideră că, în condițiile specifice izvoarelor hidrotermale, un compus numit fosfit, în combinație cu paladiul, ar fi putut îndeplini temporar rolul de furnizor de energie, înainte de apariția enzimelor care produc ATP.

Această ipoteză necesită confirmări suplimentare prin cercetări extinse. Dacă se va dovedi corectă, ar putea modifica paradigma clasică a arborelui vieții, sugerând că bacteriile și arheele ar fi pornit din două linii evolutive distincte, separate înainte ca primele organisme să poată fi considerate cu adevărat vii. Studiul a fost publicat în revista Science Advances.

Sursa: Descopera