أول كائن على الأرض: متى ظهر وما هي صفاته المميزة؟

منذ ما يقرب من 4.2 مليار سنة، ظهرت البذرة الأولى للحياة على كوكب الأرض، أو ما يطلق عليه العلماء السلف العالمي المشترك (luca).

حيث كانت الأرض في ذلك الوقت تغمرها غلاف جوي سام ولا تحتوي على كميات كافية من الأكسجين، مما يجعل ظهور الحياة في ذلك الوقت لغزًا تُحاول الدراسات الحديثة حله.

وبفضل الدراسات الجديدة واستخدام الساعة الجزيئية لتحديد معدل الطفرات، تمكن العلماء من إلقاء نظرة عميقة على LUCA وخصائصه.

وتبين أن LUCA قد كان يحتوي على نظام مناعي بسيط، مما يشير إلى وجود آليات الدفاع ضد الفيروسات منذ تلك الفترة البدائية المبكرة.

وفهم ظهور LUCA يسلط الضوء على سرعة تطور النظم البيئية على الأرض، ويشير إلى إمكانية وجود الحياة في بيئات مشابهة في أماكن أخرى في الكون.

البذرة الأولى للحياة على الأرض قبل 4.2 مليار سنة

توصلت دراسة جديدة إلى أن البذرة الأولى للكائنات الحية، المعروفة باسم LUCA ، ظهرت على الأرض منذ حوالي 4.2 مليار سنة، في مرحلة مبكرة جدًا من تاريخ الكوكب.

هذا ما أفادت به عالمة الأحياء التطورية، ساندرا ألفاريز كاريتيرو، من جامعة بريستول في المملكة المتحدة.

وقالت: "لم نكن نتوقع أن يكون LUCA بهذه القدم، ولكن نتائجنا تتفق مع الرؤى الحديثة حول قدرة الأرض على دعم الحياة في فترة مبكرة."

وفي الأصل، كانت ظروف الأرض مختلفة تمامًا، حيث كان الغلاف الجوي سامًا ولم يكن هناك كميات كافية من الأكسجين التي تدعم الحياة كما نعرفها اليوم، حتى بعد ملايين السنين من تشكل الكوكب، تحديدًا قبل نحو 3 مليارات سنة.

ويعتقد علماء الأحياء أن الظروف كانت قد استقرت بما يكفي على الأرض لدعم الحياة منذ حوالي 4.3 مليار سنة.

وعلى الرغم من صعوبة العثور على أدلة مباشرة نظرًا لعمليات التآكل التي تؤثر على الأرض بمرور الزمن.

لذلك، لجأ الباحثون، بقيادة عالم النشوء والتطور إدموند مودي من جامعة بريستول، إلى دراسة جينومات الكائنات الحية الحالية وسجلات الأحافير لفهم هذه الفترة البدائية من تطور الحياة على كوكبنا.

الساعة الجزيئية وتقدير معدل الطفرات

تعتمد الدراسات الحديثة، التي نُشرت في مجلة Nature Ecology & Evolution، على ما يُعرف بالساعة الجزيئية لتقدير معدل حدوث الطفرات، وذلك لتحديد المدة التي مرّت منذ تطوّرت الكائنات الحية إلى أشكال مختلفة عن أسلافها.

وكل الكائنات الحية، بدءًا من أصغر الميكروبات إلى أقوى الفطريات، تتشارك في بعض الأمور، مثل استخدام الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) كمصدر للطاقة في خلاياها، كما ذكرت مجلة "ساينس ألرت".

المميزات المشتركة بين الكائنات الحية

أثبتت دراسة مودي وزملاؤه أنّه باستخدام النمذجة التطورية المعقدة، يمكن تحديد المزيد عن LUCA.

الكائن الأخير المشترك الذي يرجح أن كان شبيهًا بكائنات وحيدة الخلية بدون نواة وغير معتمدة على الأكسجين.

ويُشير العالم دافيد بيساني من جامعة بريستول إلى أنّ "دراساتنا تظهر أن LUCA كان كائنًا معقدًا ومُشابهًا لبدائيات النوى الحديثة، ولكن اللافت أنه كان يحتوي على نظام مناعي مبكر، مما يشير إلى وجود آليات الدفاع ضد الفيروسات منذ أكثر من 4.2 مليار سنة".

تأثير الأنشطة الأيضية على النظم البيئية

وبما أنّ الأنشطة الأيضية يُمكن أن تؤدي إلى تكوين مواد نفايات يمكن استغلالها من قبل أشكال الحياة الأخرى.

يُعني ذلك أن الأنظمة البيئية الكاملة ربما ظهرت نسبيًا بسرعة بعد ظهور LUCA، مما يشير إلى أن تطوّر النظام البيئي الأرضي استغرق وقتًا قصيرًا نسبيًا في تاريخه التطوري.

يُوضح العالم فيليب دونوجو، من جامعة بريستول: "عملنا يظهر مدى سرعة تطوّر النظام البيئي على الأرض المبكرة، مما يشير إلى إمكانية ازدهار الحياة في بيئات شبيهة بالأرض في أماكن أخرى في الكون".

طالع أيضًا

العلماء يحذرون: حدث فضائي خطير يهدد الأرض!