Как Първият Живот На Земята Се Престраши Да Оцелее

{h1}

Някои от най-ранните клетки на земята разчитат на комбинация от въглерод-фиксиращи механизми, за да растат и оцеляват, хвърляйки живот върху ранната еволюция.

Най-ранните клетки са били нестабилни химически системи, които оцеляват, като комбинират шепа нестабилни въглеродни възли заедно, твърдят изследователите.

Целият живот на Земята се основава на въглерод. За да създадат жива материя от въглерод, организмите провеждат химични реакции като фотосинтеза, за да генерират органични съединения от въглеродния диоксид в околната среда. Тези механизми, известни като фиксиране на въглерод, представляват най-големия мост между неживата химия на Земята и нейния живот.

Всички организми, които фиксират въглерода, правят това по един от шестте начина. Не беше ясно кой от шестте вида е на първо място и как тяхното развитие е свързано с промените в околната среда и биологията. Картирането на еволюцията на тази жизненоважна химия ще хвърли светлина върху корените на живота на Земята.

Сега учените са проследили шестте метода за фиксиране на въглерода, наблюдавани в съвременния живот, обратно към това, което може да е било единствена форма на предците.

Изследователите създадоха фамилни дървета за механизми за фиксиране на въглерод, като разгледаха колекциите от гени и аспекти на метаболизма, които са в основата им и видяха колко подобни или различни са. От тези модели на свързаност те реконструират пълната еволюционна история на фиксирането на въглерода.

Най-ранният живот, който е извършил фиксирането на въглерода, очевидно е комбинирал множество механизми за фиксиране на въглерода заедно. Тази излишност, която не се наблюдава в съвременните клетки, придава на ранен живот здравина, която компенсира липсата на прецизен контрол, който той има над вътрешната си химия. [Снимки: 8 екстремни същества]

"Изглежда, че най-ранните клетки са били рискови сглобки, чиито части непрекъснато функционират и се разрушават", казва изследователят Ерик Смит, физик от института Санта Фе. "Как може да се поддържа някакъв метаболизъм с такава трепереща подкрепа? Ключът е едновременното и постоянно излишване."

Това съкращение беше в основата на по-късните разцепления, които създадоха най-ранните основни клонове в дървото на живота. Например, първото голямо разделяне на жизнената форма - между клона, който държи предците на синьо-зелените водорасли и повечето други бактерии, и клона, който включва Архея, другата основна ранна група едноклетъчни микроорганизми - дойде с най-ранната поява на кислород на Земята. Тогава кислородът бил токсичен за организмите, тъй като те нямали как да го използват. Създаденият опасен кислород кара тези клони да се разминават - тези линии очевидно се сблъскват с кислорода в различни точки от историята, след като са преследвали различни еволюционни пътища, водещи до различни начини на реакция на кислород.

След като ранните клетки са имали по-рафинирани химични вещества - например, с мембрани, които биха могли да контролират по-добре тяхното съдържание, или ензими, които са по-добри при контролирането на специфични реакции - животът се развива по предвидими начини в отговор на фактори от околната среда, като повишена алкалност от карбонати. Това противоречи на общоприетото схващане, че късметът доминира еволюционните иновации и че пренавиването и преиграването на еволюционната история може да доведе до коренно различно дърво на живота.

"Изглежда, че основната химия и физиката играят огромна роля в структурата на ранната еволюция, за разлика от неща като случайна случайност", заяви пред WordsSideKick.com изследователят Роджи Браакман, химик от Института Санта Фе.

Остава несигурно дали е имало единен организъм на предците, който е притежавал всички тези механизми за фиксиране на въглерода, каза Браукман. „Възможно е да съществува общност от плътно свързани организми, които редовно да разменят частите си, от кои конкретни линии произлизат по-късно“, каза той. "Нашият подход не прави разлика между един организъм или общност от организми в този момент."

Изследователите планират да разгледат други метаболитни пътища, синтез на аминокиселини, за да хвърлят светлина върху по-голямата картина на ранната еволюция.

Учените подробно разкриха своите открития тази седмица в списанието PLoS Computational Biology.


Видео Добавка: Плесен.




Изследване


Повечето Крехки Яйца Принадлежат На Огромни Безотказни Птици
Повечето Крехки Яйца Принадлежат На Огромни Безотказни Птици

За Какво Мечтаят Кучетата?
За Какво Мечтаят Кучетата?

Наука Новини


Зъби-Зъби „Зомби“ Еноти, Плашещи Жителите На Град Охайо
Зъби-Зъби „Зомби“ Еноти, Плашещи Жителите На Град Охайо

5 Технически Иновации Във Войната Срещу Тероризма
5 Технически Иновации Във Войната Срещу Тероризма

По-Малки Комари Са По-Опасни
По-Малки Комари Са По-Опасни

Арктическият Кръг Изгаря Като Рекордни Топлинни Петна Северна Европа
Арктическият Кръг Изгаря Като Рекордни Топлинни Петна Северна Европа

Факти За Добавките
Факти За Добавките


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com