Реконструкция свойств зависит от моделей горизонтального переноса и потерь генов.
Все известные клетки используют ДНК, РНК, рибосомы, общий генетический код и АТФ. Эти глубокие сходства указывают на последнего универсального общего предка — LUCA. Но это не «первая клетка Земли» и, вероятно, не одна особь.
В ветвящейся родословной LUCA — последняя популяция, от которой непрерывно происходят бактерии, археи и эукариоты. До неё могли существовать другие линии, обмениваться генами и вымирать. Универсальный общий предок уже был результатом длительной эволюции.
Как восстановить того, кто не оставил кости
Исследователи строят деревья генов, встречающихся во всех доменах, и ищут признаки, которые лучше объясняются наследованием от общего предка. У LUCA были рибосомы, белковый синтез, энергетические градиенты и сложная система репликации. Среда и обмен веществ спорнее.
Гены переходят между далёкими организмами, дублируются и теряются. Модели 2016 года связывали LUCA с гидротермальной, анаэробной, водород-зависимой средой; более новые реконструкции допускают более сложную физиологию и раннюю экосистему.
Даже возраст зависит от молекулярных часов и геологической калибровки. Он должен быть старше надёжных микрофоссилий, но точная дата происхождения генетического кода неизвестна.
Общий предок восстанавливается по общим механизмам
Сопоставление генов и белковых машин показывает, какие функции должны были существовать до разделения бактерий и архей. Но поздний горизонтальный перенос способен имитировать древность, а утраты скрывают исходный набор. Поэтому LUCA описывают вероятностно: это популяция с уже развитым обменом и наследованием, а не единственная первая клетка.
Современная универсальность не всегда означает древнее присутствие, а отсутствие — древнее отсутствие. LUCA не обязательно первая жизнь и могла быть частью уже разнообразной экосистемы.
LUCA важен как граница, доступная сравнительной геномике. За ней лежит переход от химической эволюции к наследуемым клеточным системам, который нельзя восстановить простым списком современных генов.
