Последний универсальный общий предок
Последний всеобщий предок (также переводится как «Последний универсальный предок») (англ. last universal ancestor, LUA), иначе Последний универсальный общий предок (англ. last universal common ancestor, LUCA) — ближайший общий предок всех ныне живущих на Земле живых организмов. Жил предположительно 3,5—3,8 млрд лет назад[1][2][3][4].
Характерные черты
Сформулированы на основе черт, свойственных всем независимо существующим организмам на Земле[5][6][7][8].
- Генетическая информация основана на ДНК.
- ДНК состоит из четырёх нуклеотидов (аденин, гуанин, тимин, цитозин).
- Генетический код составляют состоящие из трёх нуклеотидов кодоны, образуя 64 различных триплета. Поскольку используется только 20 аминокислот, то разные кодоны кодируют одни и те же аминокислоты. Такое соответствие случайно и существует как среди эукариотов, так и прокариотов. Археи и митохондрии используют похожее кодирование с небольшими отличиями.
- ДНК остаётся состоящей из двух нитей благодаря зависимости от шаблона ДНК-полимеразы.
- Целостность ДНК обеспечивается группой обслуживающих ферментов, включая топоизомеразу, ДНК-лигазу и другие ферменты репарации ДНК. Помимо этого ДНК защищена связывающими её белками, таким как гистоны.
- Генетическая информация отображается через промежуточные РНК, состоящие из одной нити.
- РНК производится зависимой от ДНК РНК-полимеразой с использованием нуклеотидов, сходных с нуклеотидами ДНК, за исключением тимидина ДНК, вместо которого в РНК служит уридин.
- Генетическая информация отображается в белки. Все другие свойства организма (такие как синтез липидов или углеводов) — результат работы белков-ферментов.
- Белки собираются из свободных аминокислот путём трансляции мРНК с помощью рибосом, тРНК и группы родственных белков.
- Рибосомы составлены из двух субъединиц — большой и малой.
- Каждая субъединица рибосомы включает ядро рибосомных рибонуклеиновых кислот и окружена рибосомными белками.
- Молекулы РНК (рРНК и тРНК) играют важную роль в каталитическом действии рибосом.
- Используется только 20 аминокислот, это лишь малая часть от бесчисленного множества нетипичных аминокислот. Используются только L-изомеры.
- Аминокислоты должны синтезироваться из глюкозы группой особых ферментов. Направления синтеза являются произвольными и сохраняющимися.
- Возможно использование глюкозы как источника энергии и углерода. Для этого используются D-изомеры.
- Гликолиз идёт по пути произвольного расщепления.
- АТФ используется как переносчик энергии.
- Клетка окружена клеточной стенкой состоящей из двойного липидного слоя — грамотрицательного типа[9].
- Внутри клетки концентрация натрия ниже, а калия — выше, чем снаружи. Отклонение поддерживается особенным ионным насосом.
- Клетка размножается путём репродуцирования всего своего содержания, за этим следует деление клетки.
Предположения
В конце 1970-х годов Карл Вёзе предложил трехдоменную классификацию организмов. Полагая, что представители первой из выделенных им групп прокариот могут быть более древними, чем собственно бактерии, Вёзе назвал их архебактериями, или археями[10]. Это утверждение было подкреплено тем, что все известные археи обладали крайне высокой устойчивостью к экстремальным состояниям окружающей среды, таким как высокая солёность, температура и кислотность, и привело некоторых учёных к предположению, что последний всеобщий предок развивался в таких местах, как чёрные курильщики, где такие крайности господствуют поныне. Однако впоследствии он пришёл к выводу о том, что обе группы произошли от общего предка и предложил термин «прогенот» для обозначения примитивной предковой формы. Кроме того, были открыты археи, существующие в менее враждебных средах, на основе чего был сделан вывод, что последний всеобщий предок предпочитал температуры, не превосходящие 50 °C[11].
В 2016 году опубликованы исследования[12], согласно которым LUCA мог быть жителем именно гидротермального источника, примерно 3,8 млрд. лет назад.
Возможно, что все современники последнего всеобщего предка вымерли и до сегодняшнего дня дошло только его генетическое наследство. Или, как было предложено Карлом Вёзе, возможно, никакой из отдельных организмов не может рассматриваться в качестве последнего всеобщего предка, но генетическое наследие всех современных организмов произошло посредством горизонтального переноса генов среди древнего сообщества организмов[13].
Заблуждения
Вопреки заблуждениям, последний универсальный предок не является:
- первым когда-либо существовавшим организмом (его появлению предшествовала долгая эволюция, согласно теории РНК-мира, первые живые существа были РНК-организмами без белков и ДНК[14]);
- самым примитивным из возможных организмов.
- единственным существом, жившим в то время на Земле[15].
Вместе с последним всеобщим предком жило множество похожих на него существ, но в силу закономерных статистических обстоятельств именно он оказался ближайшим общим предком всех современных существ. В этом формальном отношении этот предок схож с «митохондриальной Евой», которая не была ни первой, ни единственной, ни самой примитивной, ни самой «приспособленной» из своих сородичей — ранних африканских Homo sapiens[16].
См. также
- Позднейший общий предок (англ.)
- Митохондриальная Ева
- Y-хромосомный Адам
- Евразийский Адам
- Панспермия
- Редукция предков
Напишите отзыв о статье "Последний универсальный общий предок"
Примечания
- ↑ Doolittle, W. Ford (February, 2000). «Uprooting the tree of life». Scientific American 282 (6): 90–95.
- ↑ Futuyma Douglas J. Evolution. — Sunderland, Massachusetts: Sinuer Associates, Inc, 2005. — ISBN 0-87893-187-2.
- ↑ Doolittle, W. F. (2000), "[shiva.msu.montana.edu/courses/mb437_537_2005_fall/docs/uprooting.pdf Uprooting the tree of life]", Scientific American Т. 282 (6): 90–95, PMID 10710791, doi:[dx.doi.org/10.1038%2Fscientificamerican0200-90 10.1038/scientificamerican0200-90], <shiva.msu.montana.edu/courses/mb437_537_2005_fall/docs/uprooting.pdf>
- ↑ Glansdorff, N.; Xu, Y & Labedan, B. (2008), "[dx.doi.org/10.1186%2F1745-6150-3-29 The Last Universal Common Ancestor: Emergence, constitution and genetic legacy of an elusive forerunner]", Biology Direct Т. 3: 29, PMID 18613974, DOI 10.1186/1745-6150-3-29
- ↑ G. Wächtershäuser,Towards a reconstruction of ancestral genomes by gene cluster alignment. System. Appl. Microbiol. 21, 473—477 (1998) (англ.)
- ↑ [faculty.clintoncc.suny.edu/faculty/Michael.Gregory/files/Bio%20101/Bio%20101%20Lectures/Life/life.htm What is Life?], by Michael Gregory, Clinton College (англ.)
- ↑ [www.pnas.org/cgi/content/full/98/3/805 The universal nature of biochemistry], by Norman R. Pace, PNAS | January 30, 2001 | vol. 98 | no. 3 | 805-808 (англ.)
- ↑ G. Wächtershäuser From pre-cells to Eukarya — a tale of two lipids. Mol. Microbiol. January, 47(1) 13-22 (2003) PMID 12492850 (англ.)
- ↑ Cavalier-Smith T. [www.biology-direct.com/content/1/1/19 Rooting the tree of life by transition analyses] (англ.) // Biology Direct. — 2006. — Vol. 1, no. 19. DOI:10.1186/1745-6150-1-19
- ↑ [bio.1september.ru/articlef.php?ID=200701302 РНК-мир: у истоков жизни] С. А. Боринская
- ↑ [news.mail.ru/society/2257629/ Новые данные о последнем универсальном предке]
- ↑ [nplus1.ru/news/2016/07/26/halflifeluca Последний общий предок всех живых организмов оказался лишь «наполовину живым»]
- ↑ Карл Вёзе [www.pnas.org/cgi/content/full/95/12/6854 The universal ancestor] (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences. — Vol. 95, no. 12. — P. 6854—6859.
- ↑ Марков, 2013, с. 60.
- ↑ Марков, 2013, с. 86.
- ↑ Под редакцией А.В.Маркова. Вводная часть: Общие замечания // [evolbiol.ru/evidence.htm#general Доказательства эволюции]. — 2010.
Литература
- Марков А. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы. — М.: Астрель, 2013. — 527 с. — ISBN 978-5-271-24663-0.
|
|
|
Отрывок, характеризующий Последний универсальный общий предок
– Как твое здоровье теперь? – говорила княжна Марья, сама удивляясь тому, что она говорила.– Это, мой друг, у доктора спрашивать надо, – сказал он, и, видимо сделав еще усилие, чтобы быть ласковым, он сказал одним ртом (видно было, что он вовсе не думал того, что говорил): – Merci, chere amie, d'etre venue. [Спасибо, милый друг, что приехала.]
Княжна Марья пожала его руку. Он чуть заметно поморщился от пожатия ее руки. Он молчал, и она не знала, что говорить. Она поняла то, что случилось с ним за два дня. В словах, в тоне его, в особенности во взгляде этом – холодном, почти враждебном взгляде – чувствовалась страшная для живого человека отчужденность от всего мирского. Он, видимо, с трудом понимал теперь все живое; но вместе с тем чувствовалось, что он не понимал живого не потому, чтобы он был лишен силы понимания, но потому, что он понимал что то другое, такое, чего не понимали и не могли понять живые и что поглощало его всего.
– Да, вот как странно судьба свела нас! – сказал он, прерывая молчание и указывая на Наташу. – Она все ходит за мной.
Княжна Марья слушала и не понимала того, что он говорил. Он, чуткий, нежный князь Андрей, как мог он говорить это при той, которую он любил и которая его любила! Ежели бы он думал жить, то не таким холодно оскорбительным тоном он сказал бы это. Ежели бы он не знал, что умрет, то как же ему не жалко было ее, как он мог при ней говорить это! Одно объяснение только могло быть этому, это то, что ему было все равно, и все равно оттого, что что то другое, важнейшее, было открыто ему.
Разговор был холодный, несвязный и прерывался беспрестанно.
– Мари проехала через Рязань, – сказала Наташа. Князь Андрей не заметил, что она называла его сестру Мари. А Наташа, при нем назвав ее так, в первый раз сама это заметила.
– Ну что же? – сказал он.
– Ей рассказывали, что Москва вся сгорела, совершенно, что будто бы…
Наташа остановилась: нельзя было говорить. Он, очевидно, делал усилия, чтобы слушать, и все таки не мог.
– Да, сгорела, говорят, – сказал он. – Это очень жалко, – и он стал смотреть вперед, пальцами рассеянно расправляя усы.
– А ты встретилась с графом Николаем, Мари? – сказал вдруг князь Андрей, видимо желая сделать им приятное. – Он писал сюда, что ты ему очень полюбилась, – продолжал он просто, спокойно, видимо не в силах понимать всего того сложного значения, которое имели его слова для живых людей. – Ежели бы ты его полюбила тоже, то было бы очень хорошо… чтобы вы женились, – прибавил он несколько скорее, как бы обрадованный словами, которые он долго искал и нашел наконец. Княжна Марья слышала его слова, но они не имели для нее никакого другого значения, кроме того, что они доказывали то, как страшно далек он был теперь от всего живого.
– Что обо мне говорить! – сказала она спокойно и взглянула на Наташу. Наташа, чувствуя на себе ее взгляд, не смотрела на нее. Опять все молчали.
– Andre, ты хоч… – вдруг сказала княжна Марья содрогнувшимся голосом, – ты хочешь видеть Николушку? Он все время вспоминал о тебе.
Князь Андрей чуть заметно улыбнулся в первый раз, но княжна Марья, так знавшая его лицо, с ужасом поняла, что это была улыбка не радости, не нежности к сыну, но тихой, кроткой насмешки над тем, что княжна Марья употребляла, по ее мнению, последнее средство для приведения его в чувства.
– Да, я очень рад Николушке. Он здоров?
Когда привели к князю Андрею Николушку, испуганно смотревшего на отца, но не плакавшего, потому что никто не плакал, князь Андрей поцеловал его и, очевидно, не знал, что говорить с ним.
Когда Николушку уводили, княжна Марья подошла еще раз к брату, поцеловала его и, не в силах удерживаться более, заплакала.
Он пристально посмотрел на нее.
– Ты об Николушке? – сказал он.
Княжна Марья, плача, утвердительно нагнула голову.
– Мари, ты знаешь Еван… – но он вдруг замолчал.
– Что ты говоришь?
– Ничего. Не надо плакать здесь, – сказал он, тем же холодным взглядом глядя на нее.
Когда княжна Марья заплакала, он понял, что она плакала о том, что Николушка останется без отца. С большим усилием над собой он постарался вернуться назад в жизнь и перенесся на их точку зрения.
«Да, им это должно казаться жалко! – подумал он. – А как это просто!»
«Птицы небесные ни сеют, ни жнут, но отец ваш питает их», – сказал он сам себе и хотел то же сказать княжне. «Но нет, они поймут это по своему, они не поймут! Этого они не могут понимать, что все эти чувства, которыми они дорожат, все наши, все эти мысли, которые кажутся нам так важны, что они – не нужны. Мы не можем понимать друг друга». – И он замолчал.
Маленькому сыну князя Андрея было семь лет. Он едва умел читать, он ничего не знал. Он многое пережил после этого дня, приобретая знания, наблюдательность, опытность; но ежели бы он владел тогда всеми этими после приобретенными способностями, он не мог бы лучше, глубже понять все значение той сцены, которую он видел между отцом, княжной Марьей и Наташей, чем он ее понял теперь. Он все понял и, не плача, вышел из комнаты, молча подошел к Наташе, вышедшей за ним, застенчиво взглянул на нее задумчивыми прекрасными глазами; приподнятая румяная верхняя губа его дрогнула, он прислонился к ней головой и заплакал.
С этого дня он избегал Десаля, избегал ласкавшую его графиню и либо сидел один, либо робко подходил к княжне Марье и к Наташе, которую он, казалось, полюбил еще больше своей тетки, и тихо и застенчиво ласкался к ним.
Княжна Марья, выйдя от князя Андрея, поняла вполне все то, что сказало ей лицо Наташи. Она не говорила больше с Наташей о надежде на спасение его жизни. Она чередовалась с нею у его дивана и не плакала больше, но беспрестанно молилась, обращаясь душою к тому вечному, непостижимому, которого присутствие так ощутительно было теперь над умиравшим человеком.
Князь Андрей не только знал, что он умрет, но он чувствовал, что он умирает, что он уже умер наполовину. Он испытывал сознание отчужденности от всего земного и радостной и странной легкости бытия. Он, не торопясь и не тревожась, ожидал того, что предстояло ему. То грозное, вечное, неведомое и далекое, присутствие которого он не переставал ощущать в продолжение всей своей жизни, теперь для него было близкое и – по той странной легкости бытия, которую он испытывал, – почти понятное и ощущаемое.
Прежде он боялся конца. Он два раза испытал это страшное мучительное чувство страха смерти, конца, и теперь уже не понимал его.
Первый раз он испытал это чувство тогда, когда граната волчком вертелась перед ним и он смотрел на жнивье, на кусты, на небо и знал, что перед ним была смерть. Когда он очнулся после раны и в душе его, мгновенно, как бы освобожденный от удерживавшего его гнета жизни, распустился этот цветок любви, вечной, свободной, не зависящей от этой жизни, он уже не боялся смерти и не думал о ней.
Чем больше он, в те часы страдальческого уединения и полубреда, которые он провел после своей раны, вдумывался в новое, открытое ему начало вечной любви, тем более он, сам не чувствуя того, отрекался от земной жизни. Всё, всех любить, всегда жертвовать собой для любви, значило никого не любить, значило не жить этою земною жизнию. И чем больше он проникался этим началом любви, тем больше он отрекался от жизни и тем совершеннее уничтожал ту страшную преграду, которая без любви стоит между жизнью и смертью. Когда он, это первое время, вспоминал о том, что ему надо было умереть, он говорил себе: ну что ж, тем лучше.
Но после той ночи в Мытищах, когда в полубреду перед ним явилась та, которую он желал, и когда он, прижав к своим губам ее руку, заплакал тихими, радостными слезами, любовь к одной женщине незаметно закралась в его сердце и опять привязала его к жизни. И радостные и тревожные мысли стали приходить ему. Вспоминая ту минуту на перевязочном пункте, когда он увидал Курагина, он теперь не мог возвратиться к тому чувству: его мучил вопрос о том, жив ли он? И он не смел спросить этого.