Yaklaşık dört milyar yıl önce, hidrotermal bacaların dışında ilk yaşam denemelerini yapan iki farklı tür ilkel hücre olabilir: öncü bakteriler ve öncü arkeler. Science Advances'te yayımlanan yeni bir çalışma, bu iki yaşam dalının serbest yaşayan hale bağımsız olarak geçtiğini öne sürüyor — yani tüm hücresel yaşamın tek bir serbest yaşayan atadan geldiği varsayımını sorguluyor.
Heinrich Heine Üniversitesi Düsseldorf'tan Natalia Mrnjavac ve William Martin liderliğindeki uluslararası bir ekip, hücrelerin erken Dünya'da bulunan maddelerden — hidrojen, amonyak ve CO2 — amino asitler, RNA bazları ve vitaminler üretmek için kullandığı 420 metabolik reaksiyondan oluşan tüm ağı yeniden kurdu.
Sürpriz, bu reaksiyonları katalize eden enzimler bakteri-arka ayrımı boyunca karşılaştırıldığında ortaya çıktı. Tüm hücrelerin son ortak atası LUCA'nın, ağın yalnızca yaklaşık yarısı için enzime sahip olduğu görülüyor; diğer yarısı ise hidrotermal bacalarda doğal olarak bulunan metaller tarafından yürütülüyordu. Ottawa Üniversitesi'nden eş yazar Joseph Moran, 'Daha yakından baktıkça, erken biyokimyasal evrimin enzimatik ve metal katalizörlerin bir melezi olduğunu daha net görüyoruz' diyor.
Ekip, biyolojik katalizin evriminde dört aşama yeniden kurdu: tamamen metallerle yürütülen reaksiyonlar, LUCA'da metal-enzim melezi bir dönem ve ardından her soyun aynı temel reaksiyonlar için yapısal olarak farklı enzimler geliştirdiği ayrı bakteri ve arke yolları. Mrnjavac, 'Bu tür paralel icatlar, serbest yaşayan bakteri ve arkelerin bağımsız ortaya çıkışının yolunu açmış olabilir' diyor.
Çalışma ayrıca ATP'den önceki dönem için bir enerji kaynağı adayı belirledi: hidrotermal bacalarda bulunan bir fosfor bileşiği olan fosfit, paladyum varlığında organik bileşiklerle reaksiyona girerek suda gece boyunca metabolik fosforilasyon reaksiyonlarını yürütebiliyor; böylece hem ATP hem de enzimlerin yerini alıyor.
Martin, 'Yeni veriler yalnızca tek bir sonuca izin veriyor. Bakteri ve arke soyları serbest yaşayan duruma bağımsız olarak geçti. Yalnızca serbest yaşayan hücreler canlıdır. Karşımızda genetik kodun tek bir kökeni, ama yaşamın iki kökeni var' diyor.
