wat wetenschappers denken dat onze oudste voorouder, het eencellige organisme genaamd LUCA, waarschijnlijk leefde in extreme omstandigheden waar magma met water-in een omgeving vergelijkbaar met deze van Kilauea Volcano in Hawaii Volcans National Park. Danita Delimont/Getty Images/Gallo Images hide caption

toggle caption

Danita Delimont/Getty Images/Gallo Images

wat volgens wetenschappers onze oudste voorouder is, het eencellige organisme LUCA, leefde waarschijnlijk in extreme omstandigheden waar magma met water-in een omgeving vergelijkbaar met deze van Kilauea volcano in Hawaii Volcans National Park.Danita Delimont/Getty Images/Gallo Images

als Victorianen beledigd waren door Charles Darwin ‘ s bewering dat we afstammen van apen, stel je dan hun verbazing voor als ze hoorden dat onze eerste voorouder veel primitiever was dan dat, een enkelcellig wezen, onze microbiële Eva.

We weten nu dat alle levende wezens afkomstig zijn van één gemeenschappelijke voorouder, LUCA genaamd, de laatste universele gemeenschappelijke voorouder. Het is moeilijk om een meer verenigende kijk op het leven te bedenken. Alle levende wezens zijn verbonden met een eencellig wezen, de wortel van de complexe vertakte boom van het leven. Als we de film van het leven achterstevoren konden Afspelen, zouden we dit kereltje aan het begin vinden, de enige acteur in wat een zeer dramatisch verhaal zou worden, dat zo ‘ n 4 miljard jaar zou duren.

Er waren, zeer waarschijnlijk, andere levensvormen voor LUCA. We weten niet precies wie LUCA was, of wanneer het bloeide. Maar paleo-biologen-wetenschappers die wezens onderzoeken die lang geleden leefden-zijn er op briljante wijze in geslaagd om de evolutie van het leven in kaart te brengen van onderop tot in buitengewoon detail, vooral gezien de moeilijkheden bij het vinden van fossiel bewijs van wezens die miljarden jaren geleden leefden. In plaats van op zoek te gaan naar botten of afdrukken in Stenen, kijken ze naar DNA om LUCA te vinden. Ze zijn in staat om LUCA te traceren tot een eenvoudig prokaryotisch wezen (een eencellige bacterie met onbeschermd genetisch materiaal) dat zo ‘ n 3 miljard jaar geleden leefde. Het moet een heel taai organisme zijn geweest, in staat om te overleven in zeer extreme omgevingen.

De Levensboom is vrij ingewikkeld. Maar als je naar de foto kijkt, leer je twee belangrijke dingen: ten eerste, dat mensen en andere dieren de absolute minderheid zijn, een takje rechtsonder als onderdeel van de eukaryoten, organismen met cellen met DNA als genetisch materiaal beschermd door een membraan. (Eukaryoten omvatten dieren, planten, schimmels en protozoën. Ten tweede, dat de overgrote meerderheid van de levende wezens bacteriën zijn.

naast de eukaryoten vindt u de archaea, ook eencellige organismen die in staat zijn om te overleven in extreme omgevingen, zoals in de buurt van hete onderwater thermische ventilatieopeningen of zuurstofvrije wetlands. Alles wijst erop dat LUCA een primitieve vorm van archaea was.evolutionair bioloog William Martin, van de Heinrich Heine Universiteit in Duesseldorf, Duitsland, probeerde LUCA op te sporen in de genen van bacteriën en archaea. Dit is geen gemakkelijke taak, aangezien organismen vaak genen uitwisselen, waardoor het moeilijk is om te weten wat uit een zeer oude afstamming kwam en wat recenter werd opgepikt.Martin ‘ s strategie was om te zoeken naar genen gevonden in ten minste twee soorten moderne bacteriën en archaea; dit zou erop wijzen dat het gen is geërfd van verre voorouders, in tegenstelling tot een willekeurige recente pick-up.

na het analyseren van genen van 2000 moderne microben die in de afgelopen 20 jaar werden gerangschikt, vonden de onderzoekers 355 genfamilies die vaak onder de microben verschenen, wat suggereert dat zij een gemeenschappelijke oorsprong deelden. Eenmaal geanalyseerd, gaf het DNA-bewijs aan dat LUCA anaërobe was (leefde in de afwezigheid van zuurstof) en thermofiele — dat wil zeggen, warmte-liefhebbende. Zoals Martin en zijn medewerkers schreven:

“LUCA bewoonde een geochemisch actieve omgeving rijk aan H2 (waterstofgas), koolstofdioxide en ijzer. De gegevens steunen de theorie van een autotrophic oorsprong van life…in een hydrothermale omgeving.”

met andere woorden, volgens deze resultaten was LUCA waarschijnlijk een eenvoudig eencellig organisme dat leefde waar zeewater en magma elkaar ontmoetten op de oceaanbodem, de zogenaamde hydrothermale openingen.

Er zijn natuurlijk critici van de theorie, die beweren dat het leven in plaats daarvan op het land is ontstaan en naar onderwaterhabitats is gemigreerd om zichzelf te beschermen tegen moeilijke omstandigheden aan de oppervlakte — als gevolg van intense en frequente meteorietinslagen die ongeveer 3,9 miljard jaar geleden zijn uitgestorven. Het antwoord, als het kan worden gevonden, zal afhangen van de vraag of er inderdaad nog bestaande biochemische kenmerken van dergelijk primitief aardse leven, een moeilijke taak als gevolg van het constante karnen van oude rotsen.

Op dit moment wijst het bewijs erop dat onze microbiële Eve een taai onderwaterorganisme is, dat in zeer moeilijke omstandigheden kan gedijen. We kunnen dit verwachten van elk organisme dat zich heeft ontwikkeld tot elk ander wezen dat ooit heeft geleefd. Over genetische erfenis gesproken!Marcelo Gleiser is een theoretisch natuurkundige en schrijver en hoogleraar natuurfilosofie, natuurkunde en astronomie aan het Dartmouth College. Hij is directeur van het Institute for Cross-Disciplinary Engagement in Dartmouth, medeoprichter van 13.7 en een actieve promotor van de wetenschap aan het grote publiek. Zijn nieuwste boek is The Simple Beauty of the Unexpected: A Natural Philosopher ‘ s Quest forel and the Meaning of Everything. Je kunt Marcelo volgen op Facebook en Twitter: @mgleiser