Пересматривая рассвет жизни: новое исследование ставит под сомнение эволюцию генетического кода

В мире науки, где, казалось бы, уже давно установлены незыблемые истины о происхождении жизни на Земле, назревает тектонический сдвиг. Группа исследователей из Университета Аризоны представила данные, которые могут перевернуть наши представления о том, как формировался фундамент всего живого — генетический код. В центре внимания ученых оказался LUCA — последний универсальный общий предок (Last Universal Common Ancestor), гипотетический организм, живший около четырех миллиардов лет назад, от которого произошли все современные формы жизни.

Ошибка в хронологии жизни

Долгое время в научном сообществе господствовала теория линейного и упорядоченного появления аминокислот — тех самых молекул, которые служат строительными блоками для всех белков и, в конечном счете, для ДНК. Считалось, что аминокислоты включались в генетический код в строго определенной последовательности, кульминацией которой стало добавление аминокислоты триптофана. Ее долгое время считали «новичком» в этом алфавите жизни.

Однако новое исследование, использующее передовые методы эволюционного моделирования, бросает вызов этой стройной картине. Ученые применили сложный анализ, чтобы изучить белковые домены, восходящие к LUCA. Их выводы ошеломляют: наши прежние представления могли быть искажены неким «предвзятым отношением» к современным, живущим организмам. Мы смотрели на историю через призму ее финала, упуская из виду хаотичное и богатое событиями время, которое предшествовало появлению LUCA.

Триптофан: не финал, а пролог?

Ключевой фигурой в этом пересмотре истории стал триптофан. Анализ показал, что эта аминокислота, считавшаяся последним приобретением генетического кода, была гораздо более распространена до появления LUCA, чем после него. Этот парадокс открывает захватывающую перспективу: мир до LUCA, эпоха так называемой «протожизни», мог представлять собой арену эволюционной конкуренции, где сосуществовали множественные, альтернативные генетические коды и нестандартные строительные блоки. Триптофан и его «собратья» — ароматические аминокислоты — могли быть ключевыми игроками в этом первобытном «бульоне», но впоследствии уступили свою главенствующую роль в ходе естественного отбора.

Это означает, что генетический код, который мы знаем сегодня, — это не результат планомерного и единственно возможного строительства, а, скорее, итог жесткой конкуренции, где победившая комбинация элементов вытеснила другие, потенциально жизнеспособные варианты.

Новый компас для астробиологии

Это открытие имеет значение, далеко выходящее за рамки чистой истории Земли. Оно дает астробиологам новый, более точный инструмент для поиска жизни за пределами нашей планеты. Если ключевые для жизни на Земле ароматические аминокислоты, включая триптофан, могли эффективно формироваться в экстремальных условиях ранней Земли, то ученые предполагают, что аналогичные химические процессы могут прямо сейчас происходить и в других уголках Солнечной системы.

Особый интерес вызывает Энцелад — ледяной спутник Сатурна. Под его многокилометровой ледяной корой скрывается глобальный океан жидкой воды. И если условия в этом океане хоть отдаленно напоминают химическую среду древней Земли, то есть все основания полагать, что там могут идти процессы, ведущие к формированию тех же самых «строительных блоков». Исследование переворачивает вопрос: мы ищем не просто следы жизни, похожей на современную земную, а свидетельства тех древних, возможно, универсальных химических путей, которые ведут к ее зарождению.

Таким образом, пересмотр хронологии появления аминокислот — это не просто уточнение дат в далеком прошлом. Это новый взгляд на саму природу жизни как на космическое явление, подсказка, где и как искать ее следы за пределами нашей планеты.