Edukira joan

Azken arbaso komun unibertsala

Wikipedia, Entziklopedia askea

Azken arbaso komun unibertsala edo ingelesez LUCA (last universal common ancestor), egungo organismo bizidun guztien arbaso komun berriena da. Lurra duela 4.500 milioi urte sortu zen arren, LUCA duela 3.700-3.800 milioi urte inguru sortu zela dago onartuta, gaur egun ezagutzen ditugun bizidunei oinarria eskainiz[1]. Duela gutxi egindako ikerketa batek, LUCA duela 4.320-4.520 milioi urte agertu zela ondorioztatu da[2], baina berriki egindako aurkikuntza bat da eta pil pilean dagoen gai bat denez, eztabaida dago.

Organismo bizidunen talde garrantzitsuenak biltzen dituen zuhaitz genealogikoa, kladograma izenekoa eta Woesek (1990) sortutakoa, rRNA sekuentzietatik abiatuta.

Bizitzaren zuhaitz filogenetiko onartuena, rRNA molekulen araberakoa da, Carl R. Woese eta George E. Fox-ek 1977an proposatutakoa[3]. Zuhaitz honetan, oinarrizko 3 domeinuak sailkatzen dira, "Eubacteria", "Archaea" eta "Eukaryota". Bertan, rRNA molekularen azterketaren ondorioz, Achaea-k eta Eukaryota-k ardatz filogenetiko berdinetik datozela frogatu zen, Eubacteria domeinua ez bezala eta ebolutiboki, Archaea-k, Eukaryota-k baino primigenioagoak direla ikusi zen. Ondorioz, argazkian azaltzen den moduan, LUCA izan zen Eubacteria eta Archaea filogenetikoki banatzean existitzen zen biziduna eta bertatik sortu ziren ebolutiboki aurreratuagoak diren bizidun guztiak[1].

LUCA-k izen ezberdinak har ditzake, "Progenote", Azken arbaso unibertsala (LUA, last universal ancestor), azken arbaso komuna (LCA, last common ancestor) edota soilik arbaso unibertsala.

Terminoaren beste kontzeptu batzuk

[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Azken arbaso komun unibertsalaren kontzeptua, organismo-espezieei ez ezik, organismo horiek osatzen dituzten sistemei ere aplikatu behar zaiela uste da, bai eta haien organo edo aparatuei ere. Crocco neurobiologo argentinarrak testuinguru horretan terminoaren erabilera postulatu zuen, 1960ko hamarkadan adierazi baitzuen zelula anitzeko animalien nerbio-sistemaren azken arbaso komun unibertsala dela protozoo harraparien igeriketa zilien bidez kontrolatzeko (ez koordinatzeko) sistema bioelektrikoa. Kontrol horri esker, harrapakinei jarraitu ahal zaie, eta harrapakinekiko kokatu, haiek irensteko. Horrek esan nahi du, nerbio-sistemen hasierako morfologiak edo formak ebolutiboki hainbat animalia filotan agertu arren, elektropotentzialaren aldaera guztiak kontserbatu zituzten, eta taxon batzuetan baino ez ziren baliatu goi-mailako nerbio-funtzio batzuetarako. Era berean, zehaztasun gutxiagorekin bada ere, esan daiteke brankien arkuak aparatu hioideoaren edo Eustakioren tronpa izeneko organoaren azken arbaso komun unibertsala direla.

Historian zehar

[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Charles Darwin-ek "Espezieen Jatorria"-ren amaierara (1859) honakoa idatzi zuen: «Beraz, ondorioztatzen dut Lurrean bizi izan diren izaki organiko guztiak bizitza taupadaka hasi zen funtsezko moduren batetik jaitsi egin direla». Modu honetan, ezagutzen dugun bizitzaren forma nagusi edo arbaso komun hori Biologia Ebolutiboaren funtsa da[4].

Gainera, 1960ko hamarkadan kode genetikoaren aurkikuntzak, unibertsala zela aitortu zuen eta beraz, arbaso unibertsal bakarra existitu behar zela ondorioztatu daiteke[5]. Kode genetikoa bizi-forma guztientzat unibertsala izateak guztiak erlazionatuta daudela adierazten du.

Terminoaren kontzepzio okerrak

[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Kladograma itxia (eraztun filogenetikoa), LUCArekin talde garrantzitsuak lotzen dituena, eta organismo prokariotoekin harreman zuzena duela adierazten duena.

LUCAk ez du esan nahi:

  • Existitu zen lehen organismo bizia
  • Egungo organismoa, bere ezaugarrietan arbaso komunarengandik hurbilen dagoena.
  • Hasieran organismo hori bakarrik existitzen zela.

Nolakoa zen LUCA?

[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Biziaren jatorria argitzea izan da eta oraindik ere bada, gizakiaren erronka handienetako bat. Nor garen eta nondik gatozen jakitea da gure ezagutza osoaren funtsezko helburua. Horregatik zientziak etengabe bilatu du izaki bizidun guztien "Azken Arbaso Komun Unibertsala", noiz bizi izan zen, nolakoa zen, zer girotan garatu zen edota bere energia nondik lortzen zuen.

Hala ere, urteetan zehar ikerketa asko egin ostean, zientzialari gehienak ondorengo ideiarekin bat datoz. Hasteko, espezie zelulabakarra eta nukleorik gabea zen, agian gaur egungo prokariotoen antzekoa konplexutasunari dagokionez eta bizitzarako oinarrizko 3 ezaugarriak konbinatzea lortu zuen[6]:

LUCA-ren itxura hipotetikoa, DNA, RNA eta proteinak barneratu zituen konpartimentua.
  1. Bere buruaren kopiak egiteko gai den material genetikoa.
  2. Gorputz konparimentatua, mintz lipidiko batekin definitutakoa.
  3. Bere inguruko materia eta energia atzemateko eta eraldatzeko metabolismoa.

Beraz, esan daiteke, DNA, RNA eta proteinak inguratzen zituen mintzarekin konpartimentatutako biziduna zela LUCA.

Sortu zen giroari dagokionez, 90 ºC-tik gorako urmael geotermikoetan bizi zela pentsatzen da, ozeanoen hondoan dauden iturri hidrotermal antzekotan. Bertan, pitzadurak baitdaude, eta horietatik ur beroa isurtzen da Lurraren barrutik. Hala ere, duela gutxi egindako ikerketa baten arabera, LUCAren jatorriko giroa askoz freskoagoa zela ikusi zen. Frantziako Pasteur Institutuko zientzialari talde batek analisi genetikoak eta ebolutiboak egin ostean, LUCA ez zela hain ur beroetan bizi ondorioztatu zuten[7].

Egoera honek erakusten duen gauza bakarra da oraindik asko dagoela aurkitzeko eta azterlan asko egiteko, LUCAren jatorri zehatza zientziaren enigma bat baita oraindik.

Adina

[aldatu | aldatu iturburu kodea]

2000 eta 2018 artean egindako ikerketek gero eta garai zaharragoa iradoki diote LUCAri. 2000an, LUCAren adina duela 3,5 eta 3,8 mila millioi urte inguruan zegoela estimatzen zen, Paleoarkeoko garaian kokatuta[8], biziaren ebidentzia fosil goiztiarrena baino ehunka milio urte batzuk lehenago[9][10][11][12]. Honek lehen bizitza-formen jatorria, Bonbardaketa Berantiar Handia gertatu eta gutxira jarri zuen, Lurraren azala behin eta berriz esterilizatu zuela uste zena. Hala ere, 2018an Holly Betts eta bere lankideek egindako ikerketa batek erloju molekularraren eredu bat aplikatu zion erregistro genomiko eta fosilari (102 espezie, proteina kodetzen duten 29 gene arrunt, gehienak erribosomikoak), eta ondorioztatu zuten LUCA Bonbardaketa Berantiar Handiaren aurretik existitu zela, duela 3,9  mila millioi urte baino gehiago zegoela[13]. Gainera, 2022ko ikerketa batek iradoki zuen LUCAren adina 3,6 eta 4,2 mila millioi urte ingurukoa zela[14], eta 2024ko ikerketa batek proposatu zuen LUCA 4,2  mila millioi urte inguruan bizi zela (4,09 eta 4,33 mila millioi urteko konfiantza-tartearekin)[15].

Filogenia

[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Erribosoma prokarioto eta eukariotoen azpiegiturak.
Zuhaitz filogenetikoa eta arbaso komunak.

Bizidunen zuhaitz filogenetikoari dagokionez, RNA erribosomalaren araberako sailkapen bat dela aipatu da jada[16]. RNA erribosomala edo rRNA zelula guztietan aurki dezakegun azido erribonukleiko (RNA) mota bat da, proteinen sintesian parte hartzen duena. Molekula hauek, erribosomen parte dira eta erribosomak 2 azpiunitatez osatuta daude, azpiunitate handia eta azpiunitate txikia. Aldi berean, azpiunitate bakoitza, hainbat azpiunitate txikiagotaz osatuak daude eta azpiunitate txikiaren unitate baten arabera egiten da zuhaitz filogenetikoaren sailkapena. Zelula prokariota eta eukariotak erribosoma ezberdinak dituzte eta beraz, ezberdin izendatzen dira. Baina zuhaitz filogenetikoaren sailkapena egiteko aipatutako azpiunitate txikiaren unitate aztergaiak, 16S zelula prokariotoen kasuan eta 18S zelula eukariotoen kasuan dira.

Horrela lortzen dan lehen irudian ikusi dugun zuhaitza eta LUCA zuhaitz horren oinarrian dago. Hala ere, ebolutiboki aurrera goazen heinean, LACA (last archaea common ancestor) edo Archaea-en Azken Arbaso Komuna azaltzen da eta amaitzeko, LECA (last eukaryotic common ancestor) edo Eukaryotoen Azken Arbaso Komuna[17].

Luca eta birusak

[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Birusen jatorria oraindik eztabaidagarria da [18][19]. Birusek zelula ostalariak behar dituztenez erreplikatzeko, posible da zelulak sortu ondoren agertu izan direla. Era berean, posible da birusek jatorri ugari izatea eta birus mota desberdinak modu independientean eboluzionatu ahal izan dute bizitzaren historian zehar. Birusen jatorrietarako hipotesi desberdinak daude: adibidez, RNAren munduko jatorri biriko goizitar bat edo DNA berekoiaren ondorengo jatorri biriko bat[18].

Gaur egun birusak bakterio eta arkeoan zehar nola banatzen diren oinarri hartuta, LUCA hainbat birusen harrapakin izan zela susmatzen da, orain bi domeinu horiek ostalaritzat dituztenen antzinakoak[20]. Gainera, birusen eboluzio zabala LUCAren aurretik gertatu izan zela dirudi, kapsideko proteinen “jelly-roll” egitura RNA eta DNA birusek partekatzen dutelako hiru domeinuetan zehar[21][22]. LUCAren birusak ziurrenik bi kateko DNA birusak ziren batez ere Duplodnaviria eta Varidnaviria izeneko taldeetan. Bestalde, Monodnaviria barruan dauden kate bakarreko beste bi DNA birus taldek, Microviridae eta Tubulavirales, azken arbaso komun bakteriarra infektatu zutela uste da. Azken arbaso komun archaeriarra, ziurrenik, ardatz-itxurako birusen ostalaria izan zen. Birus guzti hauek LUCAri eragin ziezaioketen, eta kasu horretan, horietako bakoitza galdu egin zen ostalariaren domeinuan, non jada iraungita dagoen. Bestetik, badirudi RNA birusak ez direla LUCAren parasito garrantzitsuak izan, nahiz eta RNAren mundu batetik zuzenean eratorritako birus gisa aurreikus daitezkeen. Aldiz, LUCA bizi zenerako, RNA birusak DNA birusen lehiatik kanpo zeuden jada, ziurrenik [20].

LUCA birus batzuen arbasoa izan zitekeen, gutxienez bi ondorengo izan baitzitzakeen: LUCELLA (azken arbaso zelular unibertsala) zelula guztien arbasoa, eta birozelula arkaikoen arbasoa, tamaina handiko eta ertainetako DNA duten birusen arbasoa[23]. Halaber, erredukzioaren hipotesiaren arabera, birusak LUCA baino lehen ebaluzionatu ahal izan ziren, baina Lehen arbaso komun unibertsalaren (FUCA) ondoren, non birus erraldoiak parasito bihurtu ziren zelula primordialetatik eboluzionatu zuten[24].

Erreferentziak

[aldatu | aldatu iturburu kodea]
  1. ↑ a b Brock: Biología de los microorganismos. Pearson Educación ISBN 9788490352793..
  2. ↑ (Ingelesez) Mahendrarajah, Tara A.; Moody, Edmund R. R.; Schrempf, Dominik; Szánthó, Lénárd L.; Dombrowski, Nina; Davín, Adrián A.; Pisani, Davide; Donoghue, Philip C. J. et al.. (2023-11-17). «ATP synthase evolution on a cross-braced dated tree of life» Nature Communications 14 (1): 7456.  doi:10.1038/s41467-023-42924-w. ISSN 2041-1723. (kontsulta data: 2024-03-07).
  3. ↑ (Ingelesez) Woese, Carl R.; Fox, George E.. (1977-11). «Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms» Proceedings of the National Academy of Sciences 74 (11): 5088–5090.  doi:10.1073/pnas.74.11.5088. ISSN 0027-8424. PMID 270744. PMC PMC432104. (kontsulta data: 2024-03-05).
  4. ↑ (Gaztelaniaz) «En busca de Luca» PNAS 97 ISBN 8392-8396..
  5. ↑ www.ncbi.nlm.nih.gov (kontsulta data: 2024-03-07).
  6. ↑ (Gaztelaniaz) «Buscando a Luca» El Español 2012-04-13 (kontsulta data: 2024-03-07).
  7. ↑ (Gaztelaniaz) «Qué es LUCA, el antepasado que dio origen a toda la vida en la Tierra (y por qué quizás lo estamos buscando en el lugar equivocado)» BBC News Mundo (kontsulta data: 2024-03-07).
  8. ↑ Doolittle, W. F.. (2000-02). «Uprooting the tree of life» Scientific American 282 (2): 90–95.  doi:10.1038/scientificamerican0200-90. ISSN 0036-8733. PMID 10710791. (kontsulta data: 2025-07-30).
  9. ↑ Noffke, Nora; Christian, Daniel; Wacey, David; Hazen, Robert M.. (2013-12). «Microbially induced sedimentary structures recording an ancient ecosystem in the ca. 3.48 billion-year-old Dresser Formation, Pilbara, Western Australia» Astrobiology 13 (12): 1103–1124.  doi:10.1089/ast.2013.1030. ISSN 1557-8070. PMID 24205812. PMC 3870916. (kontsulta data: 2025-07-30).
  10. ↑ Hassenkam, T.; Andersson, M. P.; Dalby, K. N.; Mackenzie, D. M. A.; Rosing, M. T.. (2017-08-03). «Elements of Eoarchean life trapped in mineral inclusions» Nature 548 (7665): 78–81.  doi:10.1038/nature23261. ISSN 1476-4687. PMID 28738409. (kontsulta data: 2025-07-30).
  11. ↑ Bell, Elizabeth A.; Boehnke, Patrick; Harrison, T. Mark; Mao, Wendy L.. (2015-11-24). «Potentially biogenic carbon preserved in a 4.1 billion-year-old zircon» Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 112 (47): 14518–14521.  doi:10.1073/pnas.1517557112. ISSN 1091-6490. PMID 26483481. PMC 4664351. (kontsulta data: 2025-07-30).
  12. ↑ Dodd, Matthew S.; Papineau, Dominic; Grenne, Tor; Slack, John F.; Rittner, Martin; Pirajno, Franco; O'Neil, Jonathan; Little, Crispin T. S.. (2017-03-01). «Evidence for early life in Earth's oldest hydrothermal vent precipitates» Nature 543 (7643): 60–64.  doi:10.1038/nature21377. ISSN 1476-4687. PMID 28252057. (kontsulta data: 2025-07-30).
  13. ↑ Betts, Holly C.; Puttick, Mark N.; Clark, James W.; Williams, Tom A.; Donoghue, Philip C. J.; Pisani, Davide. (2018-10). «Integrated genomic and fossil evidence illuminates life's early evolution and eukaryote origin» Nature Ecology & Evolution 2 (10): 1556–1562.  doi:10.1038/s41559-018-0644-x. ISSN 2397-334X. PMID 30127539. PMC 6152910. (kontsulta data: 2025-07-30).
  14. ↑ Moody, Edmund R. R.; Mahendrarajah, Tara A.; Dombrowski, Nina; Clark, James W.; Petitjean, Celine; Offre, Pierre; Szöllősi, Gergely J.; Spang, Anja et al.. (2022-02-22). «An estimate of the deepest branches of the tree of life from ancient vertically evolving genes» eLife 11: e66695.  doi:10.7554/eLife.66695. ISSN 2050-084X. PMID 35190025. PMC 8890751. (kontsulta data: 2025-07-30).
  15. ↑ Moody, Edmund R. R.; Álvarez-Carretero, Sandra; Mahendrarajah, Tara A.; Clark, James W.; Betts, Holly C.; Dombrowski, Nina; Szánthó, Lénárd L.; Boyle, Richard A. et al.. (2024-09). «The nature of the last universal common ancestor and its impact on the early Earth system» Nature Ecology & Evolution 8 (9): 1654–1666.  doi:10.1038/s41559-024-02461-1. ISSN 2397-334X. PMID 38997462. PMC 11383801. (kontsulta data: 2025-07-30).
  16. ↑ (Gaztelaniaz) Medina, Rita Daniela Fernández. (2012-09). «Algunas reflexiones sobre la clasificación de los organismos vivos» História, Ciências, Saúde-Manguinhos 19: 883–898.  doi:10.1590/S0104-59702012000300006. ISSN 0104-5970. (kontsulta data: 2024-03-07).
  17. ↑ (Gaztelaniaz) Urrutia García, Ander. (2021). Cryptic reservoirs of micro-eukaryotic parasites in ecologically relevant intertidal invertebrates from temperate coastal ecosystems unveiled by a combined histopathological, ultrastructural, and mole. Universidad del País Vasco - Euskal Herriko Unibertsitatea (kontsulta data: 2024-03-07).
  18. ↑ a b Madigan, Michael T.; Bender, Kelly S.; Buckley, Daniel H.; Sattley, W. Matthew; Stahl, David A.. (2022). Brock biology of microorganisms. (Sixteenth edition, global edition. argitaraldia) Pearson Education Limited ISBN 978-1-292-40479-0. (kontsulta data: 2025-07-30).
  19. ↑ Forterre, Patrick. (2006-04-01). «The origin of viruses and their possible roles in major evolutionary transitions» Virus Research 117 (1): 5–16.  doi:10.1016/j.virusres.2006.01.010. ISSN 0168-1702. (kontsulta data: 2025-07-30).
  20. ↑ a b Krupovic, Mart; Dolja, Valerian V.; Koonin, Eugene V.. (2020-11). «The LUCA and its complex virome» Nature Reviews. Microbiology 18 (11): 661–670.  doi:10.1038/s41579-020-0408-x. ISSN 1740-1534. PMID 32665595. (kontsulta data: 2025-07-30).
  21. ↑ Forterre, Patrick; Prangishvili, David. (2009-09). «The origin of viruses» Research in Microbiology 160 (7): 466–472.  doi:10.1016/j.resmic.2009.07.008. ISSN 1769-7123. PMID 19647075. (kontsulta data: 2025-07-30).
  22. ↑ Durzyńska, Julia; Goździcka-Józefiak, Anna. (2015-10-16). «Viruses and cells intertwined since the dawn of evolution» Virology Journal 12: 169.  doi:10.1186/s12985-015-0400-7. ISSN 1743-422X. PMID 26475454. PMC 4609113. (kontsulta data: 2025-07-30).
  23. ↑ Nasir, Arshan; Kim, Kyung Mo; Caetano-Anollés, Gustavo. (2012-09-01). «Viral evolution: Primordial cellular origins and late adaptation to parasitism» Mobile Genetic Elements 2 (5): 247–252.  doi:10.4161/mge.22797. ISSN 2159-2543. PMID 23550145. PMC 3575434. (kontsulta data: 2025-07-30).
  24. ↑ Harris, Hugh M. B.; Hill, Colin. (2020). «A Place for Viruses on the Tree of Life» Frontiers in Microbiology 11: 604048.  doi:10.3389/fmicb.2020.604048. ISSN 1664-302X. PMID 33519747. PMC 7840587. (kontsulta data: 2025-07-30).

Kanpo estekak

[aldatu | aldatu iturburu kodea]
"https://eu.wikipedia.org/w/index.php?title=Azken_arbaso_komun_unibertsala&oldid=10366527"(e)tik eskuratuta