Chi è "Luca", il nostro universale antenato comune

AGI - Nuova luce sul primo ecosistema terrestre dimostra che entro poche centinaia di milioni di anni dalla formazione del pianeta la vita sulla Terra era già fiorente. È quanto emerge da uno studio condotto da un gruppo internazionale di ricercatori guidato dall'Università di Bristol, riportato su Nature Ecology & Evolution.

Tutto ciò che e' vivo oggi deriva, dunque, da un unico antenato comune conosciuto affettuosamente come LUCA, ovvero Last Universal Common Ancestor. LUCA è l'ipotetico antenato comune da cui discende tutta la vita cellulare moderna, dagli organismi unicellulari come i batteri alle gigantesche sequoie e, anche gli esseri umani.

LUCA rappresenta la radice dell'albero della vita prima che si dividesse nei gruppi, oggi riconosciuti, di Batteri, Archei ed Eucarioti. La vita moderna si è evoluta da LUCA grazie a diverse fonti: gli stessi aminoacidi utilizzati per costruire le proteine in tutti gli organismi cellulari, la moneta energetica condivisa, ATP, la presenza di macchinari cellulari come il ribosoma e altri associati alla creazione di proteine a partire dalle informazioni immagazzinate nel DNA, e persino il fatto che tutta la vita cellulare utilizza il DNA stesso come mezzo per immagazzinare informazioni.

La squadra di scienziati ha confrontato tutti i geni dei genomi delle specie viventi, contando le mutazioni che si sono verificate nelle loro sequenze nel corso del tempo, da quando condividevano un antenato nel LUCA. L'epoca di separazione di alcune specie e' nota grazie ai reperti fossili: quindi i ricercatori hanno utilizzato un equivalente genetico della nota equazione impiegata nel calcolo della velocità in fisica per calcolare quando LUCA esisteva.

I ricercatori sono giunti alla conclusione che LUCA esisteva da 4,2 miliardi di anni, circa quattrocento milioni di anni dopo la formazione della Terra e del nostro sistema solare.

"Non ci aspettavamo che LUCA fosse cosi' antico, a poche centinaia di milioni di anni dalla formazione della Terra", ha detto Sandra lvarez-Carretero della Scuola di Scienze della Terra di Bristol e coautrice del lavoro. Tuttavia, i nostri risultati sono in linea con le moderne opinioni sull'abitabilità della Terra primitiva", ha commentato lvarez-Carretero.

Il gruppo di ricerca ha poi analizzato la biologia di LUCA modellando le caratteristiche fisiologiche delle specie viventi attraverso la genealogia della vita fino a LUCA. "La storia evolutiva dei geni e' complicata dal loro scambio tra i lignaggi", ha affermato Edmund Moody, primo autore dello studio.

"Dobbiamo utilizzare modelli evolutivi complessi per conciliare la storia evolutiva dei geni con la genealogia delle specie", ha esortato Moody. "Uno dei veri vantaggi e' l'applicazione dell'approccio di riconciliazione tra geni, alberi e specie a un insieme di dati cosi' eterogeneo che rappresenta i domini primari della vita Archaea e Bacteria", ha dichiarato Tom Williams, della Scuola di Scienze Biologiche di Bristol e coautore della ricerca. "Questo ci permette di dire con una certa sicurezza e di valutare il livello di fiducia su come vivevano i LUCA", ha precisato Williams.

"Il nostro studio ha dimostrato che LUCA era un organismo complesso, non troppo diverso dai procarioti moderni, ma ciò che e' davvero interessante e' che e' chiaro che possedeva un sistema immunitario precoce, dimostrando che già 4,2 miliardi di anni fa il nostro antenato era impegnato in una corsa agli armamenti con i virus", ha dichiarato Davide Pisani, coautore del lavoro.

"E' chiaro che LUCA sfruttava e modificava il suo ambiente, ma e' improbabile che vivesse da solo", ha aggiunto Tim Lenton, dell'Università di Exeter e coautore della ricerca. "I suoi rifiuti sarebbero stati cibo per altri microbi, come i metanogeni, che avrebbero contribuito a creare un ecosistema di riciclaggio", ha proseguito Lenton.

"I risultati e i metodi impiegati in questo lavoro informeranno anche gli studi futuri che analizzeranno piu' dettagliatamente l'evoluzione successiva dei procarioti alla luce della storia della Terra, compresi gli archei, meno studiati, con i loro rappresentanti metanogeni", ha sottolineato Anja Spang, del Royal Netherlands Institute for Sea Research e coautrice dello studio.

"Il nostro lavoro mette insieme dati e metodi di diverse discipline, rivelando intuizioni sulla Terra e sulla vita primitiva che non potrebbero essere raggiunte da una sola disciplina", ha evidenziato Philip Donoghue, coautore dello studio. "Dimostra inoltre la rapidità con cui si e' instaurato un ecosistema sulla Terra primitiva", ha continuato Donoghue. "Ciò suggerisce che la vita potrebbe prosperare su biosfere simili alla Terra in altre parti dell'universo", ha precisato Donoghue.