Все живое сегодня происходит от одного общего предка, которого ласково называют LUCA (от англ. last universal common ancestor — последний универсальный общий предок). Иными словами, LUCA представляет собой корень древа жизни до того, как оно разделилось на признанные сегодня группы: бактерии, археи и эукариоты. 

Современные формы возникли из одних и тех же аминокислот, универсального источника энергии и биологических механизмов. Даже тот факт, что вся клеточная жизнь использует саму ДНК как способ хранения информации, отсылает к нашему общему предку.

В рамках исследования команда сравнила геномы ныне живущих видов, подсчитав мутации, которые произошли в их последовательностях со времен LUCA.

Время разделения некоторых видов известно благодаря летописи окаменелостей, поэтому команда использовала генетический эквивалент уравнения, применяемого для расчета скорости в физике. С его помощью они попытались определить, когда именно существовал LUCA. Их ответ: 4,2 миллиарда лет назад. Это примерно 400 миллионов лет после образования Земли и нашей Солнечной системы.

"Мы не ожидали, что LUCA окажется настолько древним, — говорит соавтор работы, Сандра Альварес-Карретеро из Бристольской школы наук о Земле. — Однако наши результаты соответствуют современным взглядам на обитаемость ранней Земли".

Затем команда разработала биологию LUCA, смоделировав физиологические характеристики живых видов на протяжении всей генеалогии жизни. По словам ведущего автора Эдмунда Муди, эволюционная история генов осложняется их обменом между линиями. Чтобы согласовать эволюционную историю генов с генеалогией видов, исследователям пришлось использовать сложные эволюционные модели.

Как отмечает профессор Давиде Пизани, LUCA был сложным организмом, не слишком отличающимся от современных прокариот. Действительно интересно, что он обладал ранней иммунной системой, что показывает, что даже 4,2 миллиарда лет назад наш предок участвовал в гонке вооружений с вирусами.

По мнению ученых, результаты и методы, использованные в этой работе, послужат основой для будущих исследований, которые более подробно рассмотрят последующую эволюцию прокариот в свете истории Земли, включая менее изученные археи с их метаногенными представителями.

Результаты исследования опубликованы в Nature Ecology & Evolution.