Yhteinen polveutuminen | evoluutiobiologia

Historia

Pierre-Louis Maupertuis esitti 1740-luvulla ensimmäisen tunnetun ehdotuksen siitä, että kaikilla eliöillä on voinut olla yhteinen esi-isä ja että ne ovat eronneet toisistaan satunnaisen vaihtelun ja olemassaolosta käytävän taistelun kautta. Essai de Cosmologie -teoksessaan Maupertuis totesi:

Eikö voisi sanoa, että koska luonnon tuotteiden sattumanvaraisissa yhdistelmissä on oltava sellaisia, joille on ominaista tietty soveltuvuussuhde ja jotka pystyvät säilymään, ei ole ihme, että tämä soveltuvuus on läsnä kaikissa nykyisin olemassa olevissa lajeissa? Sattuma, voisi sanoa, on tuottanut lukemattoman määrän yksilöitä; pieni osa niistä on rakentunut siten, että eläimen osat pystyvät tyydyttämään sen tarpeet; toisessa, äärettömän suuressa osassa ei ole sopivuutta eikä järjestystä: kaikki nämä jälkimmäiset ovat tuhoutuneet... Nykyisin näkemämme lajit ovat vain pienin osa siitä, mitä sokea kohtalo on tuottanut...

Todisteet universaalista yhteisestä polveutumisesta

Yhteinen biokemia ja geneettinen koodi

Kaikki tunnetut elämänmuodot perustuvat samaan biokemialliseen perusorganisaatioon.

Geneettinen informaatio koodataan DNA:han ja transkriboidaan RNA:ksi, jonka jälkeen (hyvin samankaltaiset) ribosomit kääntävät sen proteiineiksi ATP:n, NADH:n ja muiden energialähteiden avulla jne.

Samankaltaisuuksia ovat muun muassa energiankantaja adenosiinitrifosfaatti (ATP) ja se, että kaikki proteiineissa esiintyvät aminohapot ovat vasenkätisiä (kiraalisuus).

Lisäksi geneettinen koodi ("käännöstaulukko", jonka mukaan DNA-informaatio muunnetaan proteiineiksi) on lähes identtinen kaikissa tunnetuissa elämänmuodoissa bakteereista ihmisiin.

Biologit pitävät tämän koodin yleismaailmallisuutta yleensä lopullisena todisteena universaalin yhteisen polveutumisen teorian puolesta. Myös geneettisen koodin pienten erojen analyysi on antanut tukea universaalille yhteiselle polveutumiselle. Erilaisten vaihtoehtoisten hypoteesien tilastollinen vertailu on osoittanut, että universaali yhteinen syntyperä on huomattavasti todennäköisempi kuin mallit, joihin liittyy useita alkuperiä.

Fylogeneettiset puut

Toinen tärkeä todiste on se, että on mahdollista rakentaa yksityiskohtaisia fylogeneettisiä puita (eli lajien "sukupuita"), joissa kartoitetaan kaikkien elävien lajien ehdotetut jaot ja yhteiset esivanhemmat. Vuonna 2010 tehty analyysi saatavilla olevista geneettisistä tiedoista, jotka kartoitettiin fylogeneettisiin puihin, antoi "vankkaa kvantitatiivista tukea elämän yhtenäisyydelle". ...elämän yhtenäisyydelle on nyt vahvaa kvantitatiivista tukea muodollisen testin avulla.

Perinteisesti nämä puut on rakennettu morfologisin menetelmin, kuten vertailevan anatomian ja embryologian avulla. Viime aikoina näitä puita on voitu rakentaa molekyylitietojen avulla, jotka perustuvat geneettisten ja proteiinisekvenssien välisiin yhtäläisyyksiin ja eroihin. Kaikki nämä menetelmät tuottavat pääosin samanlaisia tuloksia. Se, että erityyppisiin tietoihin perustuvat fylogeneettiset puut ovat yhtäpitäviä keskenään, on vahva todiste taustalla olevasta yhteisestä polveutumisesta.

Viimeinen yleinen yhteinen esi-isä

Joitakin asioita on päätelty LUCA:sta tai LUA:sta. Se ei ollut ensimmäinen solu, vaan solu, jonka jälkeläiset selviytyivät mikrobien evoluution varhaisimpia vaiheita pidemmälle. Sen perusteella, että niitä esiintyi eubakteereissa, arkeoissa ja eukaryooteissa, LUCA:ssa oli noin 325 proteiinia.

Nämä aminohapot olivat todennäköisesti ensimmäiset, jotka rakennettiin proteiineihin: alaniini, asparagiini, asparagiinihappo, glysiini, histidiini, isoleusiini, seriini, treoniini ja valiini. Näitä aminohappoja löydettiin myös kipinätuubisimulaatioissa ja Murchisonin meteoriitin analyysissä. Muut aminohapot, jotka on lisätty geneettiseen koodiin myöhemmin, sisältävät useita monimutkaisimpia aminohappoja.

Vuosina 2000-2018 tehdyt tutkimukset ovat viitanneet LUCA:n yhä muinaisempaan aikaan. Vuonna 2000 arvioiden mukaan LUCA oli olemassa 3,5-3,8 miljardia vuotta sitten paleoarkean aikakaudella, muutama sata miljoonaa vuotta ennen varhaisimpia fossiilisia todisteita elämästä, jolle on useita ehdokkaita, joiden ikä vaihtelee 3,48-4,28 miljardin vuoden välillä.

Bristolin yliopiston vuonna 2018 tekemässä tutkimuksessa, jossa käytettiin molekyylikellomallia, LUCA sijoittuu hieman 4,5 miljardin vuoden taakse, Hadean-kaudelle.