Sciencemag.cz
Doporučujeme
Dělení na bakterie a archea stojí v samém jádru pozemského života (viry pomiňme; a eukaryota jsou vlastně větev archa, respektive kombinace obou základních linií). Proto předpokládáme, že k oddělení obou linií došlo už někdy na samém počátku pozemského života. Jakýkoliv jiný závěr je divný a spíše než o čem jiném svědčí o problematičnosti příslušné fylogenetické metody. Totéž pak samozřejmě platí pro případ, kdy nám různé metody dávají různé výsledky.
Odhady „délky větví“, které od sebe oddělují obě skupiny, a tedy i doby, kdy žil jejich poslední společný předek (poznámka PH: což je zřejmě ona často zmiňovaná LUCA), se nejprve zkoumaly pomocí molekulárních hodin pro základní geny – tedy takové, pomocí nichž buňky zpracovávají genetickou informaci a na ribozomech vyrábějí proteiny.
Nicméně porovnání rozšířené sady genů v nedávné minulosti ukázalo na kratší délku obou větví. Vznikla tak samozřejmě otázka, jaká sada genů je pro podobné projekty nejvhodnější, respektive dá výsledky nejlépe korespondující se skutečností.
Edmund Moody z University of Bristol a jeho kolegové nyní proto provedli další výzkum, k němuž použili 381 genových markerů. Dále přehodnotili soubory markerových genů použité v předchozích analýzách. Zjistili, že soubor markerů má několik speciálních vlastností: obsahují doklady mezidoménového přenosu genů a paralogní geny (geny, které se vyvinuly duplikací a kódují proteiny s podobnými, ale ne totožnými funkcemi). „Naše data naznačují, že zahrnutí markerových genů s takovými vlastnostmi může uměle zkrátit větev, která odděluje domény archea a bakterie,“ uvedla spoluautorka studie Tara Mahendraraja z nizozemského NIOZ. Jinak řečeno, pravdu má nejspíš starší studie a „dlouhé“ větve.
Vědci se dále soustředili na sady genových markerů zahrnujících geny pro proteiny, které tvoří ribozom. Předpokládalo se, že pokud by proteiny ribozomu prošly v některém okamžiku zrychlenou evolucí, mohlo by to větev fylogenetického stromu oproti skutečnosti prodloužit. Když autoři studie ale porovnali soubor ribozomálních a neribozomálních genových markerů, zjistili, že dávají podobný odhad délky větví. Výsledky tedy nepotvrdily hypotézu, že by se proteiny ribozomu (respektive geny, které je kódují) vyvíjely rychleji než neribozomální geny. Naopak dále platí, že ribozomální proteiny jsou užitečnými markery pro studium fylogeneze, a to i když samozřejmě větší soubor genů z větší části genomu by měl obecně evoluční historii včetně velmi dávné evoluce zachytit přesněji. U většiny používaných metod je třeba, jak se zdá, si dávat pozor, protože délku větví mohou podhodnocovat. Potřebné jsou realističtější modely duplikace, přenosu a ztráty genů.
Edmund RR Moody et al, An estimate of the deepest branches of the tree of life from ancient vertically-evolving genes, eLife (2022). DOI: 10.7554/eLife.66695
Zdroj: University of Bristol / Phys.org
Poznámka PH: Kdy tedy vlastně žil poslední společný předek? LUCA určitě nebyla prvním živým organismem/buňkou, ta třeba ještě nemusela používat DNA, ale patřila do RNA světa. Určitě neprováděla kyslíkovou fotosyntézu (i když zda se jednalo o heterotrofní nebo autotrofní organismus, to je již sporné), což nám ale zase dává dolní odhad stáří (asi to nebude méně než třeba 3,5 miliardy let).
