Situación das arqueas na árbore filoxenética deCarl Woeseet al. baseado en datos de secuencias xenéticas deARNr 16S. Prema en cada filo para ir á súa páxina.Árbore filoxenética que mostra as relacións entre as distintas formas de vida. Oseucariotas están coloreados de vermello, asarqueas de verde e asbacterias de azul. Adaptado de Ciccarelliet al. Prema en cada filo para ir á súa páxina.[1]Cladograma que une todos os grandes grupos de seres vivos con LUCA (tronco curto do centro), elaborado baseándose en datos da secuenciación de xenomas completos.
Oúltimo antepasado común universal, xeralmente abreviado coas siglas en inglésLUCA (Last Universal Common Ancestor) e ás veces chamado último antepasado universal (LUA), é o organismo máis recente a partir do cal descenderon todos os organismos vivos actuais da Terra.[2] Por tanto, é o antepasado común máis recente de todos os seres vivos existentes actualmente na Terra. Estímase que LUCA debeu vivir hai entre 3.500 e 3.800 millóns de anos (na eraPaleoarcaica).[3][4]
Un antepasado común universal é polo menos 102860 veces máis probable ca ter múltiples antepasados…[5]
Un modelo baseado nun só antepasado común pero que permite algúns intercambios de xenes entre especies é... 103489 veces máis probable ca o mellor dos modelos de múltiples antepasados...[5]
Charles Darwin propuxo a teoría da orixe a partir dun organismo común universal por medio dun proceso evolutivo no seu libroA orixe das especies, onde dicía: "Por tanto, debería inferir por analoxía que probablemente todos os seres orgánicos que viviron sobre a Terra descenderon dalgunha forma primordial, na cal alentou por primeira vez a vida."[6]
Considerando todo o que coñecemos dos grupos que descenderon do LUCA, este debeu ser un organismo pequeno unicelular. Debeu ter unhaparede celular e un ADN enrolado con forma de anel flotando libremente no interior da célula, como o das modernas bacterias. Probablemente non se distinguiría se o colocamos entre un conxunto de bacterias modernas de características xerais de pequeno tamaño.
Aínda que os trazos principais da anatomía de LUCA deben reconstruírse con certa incerteza, os mecanismos internos de funcionamento poden estimarse con bastante probabilidade. Baseándose nas propiedades compartidas hoxe por todos os organismos vivos da Terra,[7][8][9][10] o LUCA debeu ter as seguintes características:
O código xenético estaba composto decodóns de tres nucleótidos, producindo así 64 codóns diferentes. Só se utilizaban 20aminoácidos, e varios codóns codificaban o mesmo aminoácido.
O ADN mantíñase en forma bicatenaria pola acción dunhaADN polimerase dependente de molde.
O código xenético expresábase por medio de intermediarios deARN, que eran monocatenarios.
O ARN era producido por unhaARN polimerase dependente do ADN utilizando nucleótidos similares aos do ADN coa excepción datimidina do ADN, que era substituída poruridina no ARN.
Porén, outros estudos suxiren que o LUCA podería carecer deADN e estar definido só por ARN (mundo de ARN)[11]
Todas as outras propiedades do organismo eran o resultado das funcións das proteínas.
As proteínas formábanse pola ensamblaxe deaminoácidos libres durante atradución dunARNm nosribosomas, coa axuda deARNt e un grupo de proteínas relacionadas.
Os ribosomas estaban compostos por dúas subunidades, de 50S e de 30S.
Aglicosa podía utilizarse como fonte de enerxía e carbono; e só se utilizaba o isómero D.
Aadenosina trifosfato (ATP) era o intermediato enerxético utilizado de forma xeral.
Había varios centos de proteínas encimáticas que catalizaban reaccións químicas que extraían enerxía das graxas, azucres, e aminoácidos, e que sintetizaban lípidos, glícidos, aminoácidos, e asbases nitroxenadas dosácidos nucleicos utilizando rutas químicas arbitrarias.
A célula contiña uncitoplasma de base acuosa que estaba rodeado e encerrado nunha membrana formada por unhabicapa lipídica.
Dentro da célula, a concentración desodio era máis baixa, e a depotasio máis alta, ca no exterior. Este gradiente era mantido porbombas iónicas específicas.
A célula multiplicábase duplicando todo o seu contido e realizando adivisión celular.
Os organismos descendentes de LUCA diversificáronse despois e nalgúns poucos casos modificaron algunhas destas características xerais.
Árbore da vida actual no que se mostran as transferencias horizontais de xenes.
En 1859,Charles Darwin publicouA orixe das especies, libro no que afirmou en dúas partes a hipótese de que había un só proxenitor primixenio para todas as formas de vida. Como xa se comentou, na recapitulación final di: "Por tanto, debería inferir por analoxía que probablemente todos os seres orgánicos que viviron sobre a Terra descenderon dalgunha forma primordial, na cal alentou por primeira vez a vida."[6][12] (p 484). A seguinte frase é unha reafirmación da hipótese: "Hai grandeza nesta visión da vida, cos seus diversos poderes, que tería orixinalmente alentado nunhas poucas formas ou nunha."[6] (p 490)
Cando se hipotetizou o LUCA, oscladogramas baseados nadistancia xenética entre as células vivas indicaban que asArchaea se separaran cedo do resto dos seres vivos. Isto inferíase do feito de que todas as arqueas coñecidas eran moi resistentes a ambientes extremos como a alta salinidade, temperatura ou acidez, e isto levou a algúns científicos a suxerir que o LUCA evolucionara en zonas como aschemineas negras das profundidades oceánicas, onde ditos ambientes extremos permanecen aínda hoxe. Pero despois tamén se descubriron arqueas en ambientes menos hostís e hoxe crese que están máis emparentadas coseucariotas do que o están coasbacterias, aínda que moitos dos detalles se descoñecen aínda.[13][14]
En tempos de LUCA puideron orixinarse moitos organismos, pero todos os organismos do seu tempo acabaron extinguíndose agás un, LUCA, polo que ata a actualidade só chegaron os descendentes de LUCA.Carl Woese propuxo que a nosa herdanza xenética pre-LUCA deriva dunha comunidade de organismos, máis que dun individuo,[15] á que chamouproxenota; nesta fase, oxenoma debía presentar unha gran variabilidade, a diferenza do que ocorre nos organismos actuais, cuxo xenoma está definido con moita precisión. En 1998,Carl Woese propuxo o seguinte: (1) ningún organismo en particular pode considerarse un último antepasado universal, e (2) a herdanza xenética de todos os organismos modernos derivaba datransferencia horizontal de xenes entre as comunidades antigas de organismos.[16]
En 2010, baseándose no "vasto conxunto de secuencias moleculares agora dispoñibles de todos os dominios da vida",[17] publicouse un test formal do antepasado común universal.[18] O test formal favorecía a idea da existencia dun antepasado común universal sobre toda unha ampla gama de hipóteses alternativas, que incluían a transferencia horizontal de xenes. Porén, o test formal era ambiguo con respecto á hipótese da comunidade de organismos, xa que non requiría necesariamente que o último antepasado común fose un só organismo, senón que os datos tamén permitían a posibilidade de que fosen unha poboación de organismos primitivos con diferentesxenotipos que vivisen en diferentes lugares e tempos. O test formal era tamén concordante coa existencia de múltiples poboacións con orixes independentes que adquiriron a capacidade de intercambiar material xenético esencial de forma efectiva para orixinar así unha soa especie.[18]
A localización máis comunmente aceptada da raíz da árbore da vida é entre un dominio monofilético de Bacteria e un clado formado polas Archaea e Eukaryota, o cal se denomina "árbore da vida tradicional" baseado en varios estudos moleculares iniciados por C. Woese.[19] Unha pequena minoría dos estudos tiraron conclusións diferentes, a principal é que a raíz estaría nodominioBacteria, ou ben no filoFirmicutes[20] ou ben que o filoChloroflexi é basal a unclado formado por arqueas+eucariotas e o resto das bacterias como propónThomas Cavalier-Smith.[21]
Téñense usado distintas denominacións ao longo dos anos para designar ao devanceiro común máis antigo dos seres vivos.
Carl Woese propuxo en 1977 o termoproxenota (progenote) para designar unha estrutura moi primitiva, a partir da que se fundaría o conxunto dos seres vivos[22][23].
O termocenancestor do gregokainos (recente) ekoinos (común), foi suxerido por Fitch e Upper en 1987[24].
A denominaciónLUCA suxerírona en 1994 Christos Ouzounis e Nikos Kyrpides[25][26].
Richard Dawkins utilizou o termoconcestor (antepasado común), acuñado por Nicky Warren[27].
O primeiro organismo vivo que existiu (seguramente existiron outros antes ca el, que orixinarían ao propio LUCA).
O organismo actual máis próximo nas súas características ao antepasado común (LUCA é un organismo primitivo de hai miles de millóns de anos, que xa non existe; hoxe existen os seus descendentes).
Que só existía este organismo ao principio (o máis probable é que existisen moitos xunto con el, pero só LUCA deixou descendencia).
↑Ciccarelli FD, Doerks T, von Mering C, Creevey CJ, Snel B, Bork P (2006). "Toward automatic reconstruction of a highly resolved tree of life".Science311 (5765): 1283–7.PMID16513982.doi:10.1126/science.1123061.
↑"Therefore I should infer from analogy that probably all the organic beings which have ever lived on this earth have descended from some one primordial form, into which life was first breathed."
↑Valas, R. E.; Bourne, P. E. (2011). "The origin of a derived superkingdom: How a gram-positive bacterium crossed the desert to become an archaeon". Biology Direct 6: 16. doi:10.1186/1745-6150-6-16. PMC 3056875.PMID 21356104. //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3056875/.
↑Woese C, Fox G (1977). "The concept of cellular evolution".J Mol Evol.PMID903983.
↑Woese C, Fox G (1977). "Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: the primary kingdoms".Proc Natl Acad Sci U S A74 (11): 5088–90.PMID270744.doi:10.1073/pnas.74.11.5088.
↑The phylogeny of tRNA sequences provides evidence for ambiguity reduction in the origin of the genetic code W M. Fitch and K. Upper 1987
.svg)
