Ученые раскрыли тайну предка всех живых организмов

С помощью математического моделирования биологи из Университетского колледжа Лондона выяснили, что последний всеобщий предок (ПВП), живший 4 млрд лет назад, обладал «протекающей» мембраной, сообщает Lenta.ru.

Этот факт помог найти ответ на 2 важных вопроса биологии: почему все клетки пользуются одним и тем же механизмом сбора энергии и почему у двух доменов живых существ, которые первыми разошлись в ходе эволюции (бактерии и археи), настолько различается строение мембран. Исследование представлено в журнале PLoS Biology.

Ученые считают, что ПВП (это был одноклеточный организм) обитал у гидротермальных источников на дне океанов, где богатая положительно заряженными частицами морская вода смешивалась с теплой щелочной жидкостью (где протонов, наоборот, было мало). Такой градиент протонов позволил частицам попадать в клетку, способствуя выработке молекул АТФ — главного источника энергии для всех биохимических процессов. А благодаря «дырявой» мембране протоны легко покидали организм, уступая свое место новым частицам. Модель биологов показала, что скорость притока и оттока протонов в клетку была достаточно велика, чтобы обеспечить ее рост.

Однако чтобы покинуть подводную среду ПВП пришлось «научить» свою мембрану самостоятельно выкачивать протоны из клетки. Эту проблему археи и бактерии решили по-разному, создав различные структуры «зашитых» мембран и протонные насосы. Идея возникшего естественным образом внешнего градиента положительно заряженных частиц позволяет объяснить, почему биоэнергетика мембраны у бактерий и архей одинакова, хотя протонные насосы и сами мембраны устроены по-разному.