Gemensam härstamning | evolutionsbiologi

Historia

På 1740-talet kom Pierre-Louis Maupertuis med det första kända förslaget om att alla organismer kan ha haft en gemensam förfader och att de har utvecklats genom slumpmässig variation och kamp för sin existens. I Essai de Cosmologie konstaterade Maupertuis följande:

Skulle man inte kunna säga att i de slumpmässiga kombinationerna av naturens produkter, eftersom det måste finnas några som kännetecknas av en viss lämplighetsrelation och som kan fortleva, är det inte att förvåna sig över att denna lämplighet finns hos alla de arter som för närvarande existerar? Slumpen, skulle man kunna säga, skapade en oräknelig mängd individer; ett litet antal fann sig vara konstruerade på ett sådant sätt att djurets delar kunde tillfredsställa dess behov; i ett annat oändligt mycket större antal fanns varken lämplighet eller ordning: alla dessa senare har gått under... De arter vi ser idag är bara den minsta delen av vad det blinda ödet har skapat...

Bevis för universell gemensam härstamning

Gemensam biokemi och genetisk kod

Alla kända livsformer bygger på samma grundläggande biokemiska organisation.

Den genetiska informationen kodas i DNA, transkriberas till RNA och översätts sedan till proteiner av (mycket likartade) ribosomer, med ATP, NADH och andra som energikällor osv.

Likheterna omfattar energibäraren adenosintrifosfat (ATP) och det faktum att alla aminosyror som finns i proteiner är vänsterhänta (kiralitet).

Dessutom är den genetiska koden (den "översättningstabell" enligt vilken DNA-informationen översätts till proteiner) nästan identisk för alla kända livsformer, från bakterier till människor.

Biologer anser i allmänhet att denna kod är universell och att den är ett slutgiltigt bevis för teorin om universell gemensam härstamning. Analysen av de små skillnaderna i den genetiska koden har också gett stöd för universell gemensam härstamning. En statistisk jämförelse av olika alternativa hypoteser har visat att universell gemensam härstamning är betydligt mer sannolik än modeller med flera olika ursprung.

Fylogenetiska träd

Ett annat viktigt bevis är att det är möjligt att konstruera detaljerade fylogenetiska träd (det vill säga "genealogiska träd" för arter) som kartlägger de föreslagna indelningarna och gemensamma förfäderna för alla levande arter. År 2010 gav en analys av tillgängliga genetiska data, där dessa kartlades till fylogenetiska träd, "ett starkt kvantitativt stöd för livets enhet". ...Det finns nu ett starkt kvantitativt stöd, genom ett formellt test, för livets enhet.

Traditionellt har dessa träd byggts upp med hjälp av morfologiska metoder, t.ex. komparativ anatomi och embryologi. På senare tid har det blivit möjligt att konstruera dessa träd med hjälp av molekylära data, baserat på likheter och skillnader mellan genetiska sekvenser och proteinsekvenser. Alla dessa metoder ger i stort sett samma resultat. Att fylogenetiska träd baserade på olika typer av information stämmer överens med varandra är ett starkt bevis för en underliggande gemensam härstamning.

Sista gemensamma universella förfader

Vissa saker kan man dra slutsatser om LUCA eller LUA. Den var inte den allra första cellen, men en vars ättlingar överlevde efter de mycket tidiga stadierna av mikrobiell evolution. På grundval av deras förekomst i eubakterier, arkéer och eukaryoter fanns cirka 325 proteiner i LUCA.

Dessa aminosyror var förmodligen de första som byggdes in i proteiner: alanin, asparagin, asparaginsyra, glycin, histidin, isoleucin, serin, treonin och valin. Dessa aminosyror hittades också i simuleringar av gniströr och i analyser av Murchison-meteoriten. De andra aminosyrorna, som senare har lagts till i den genetiska koden, omfattar flera av de mest komplexa aminosyrorna.

Studier från 2000 till 2018 har visat att LUCA har blivit allt äldre. År 2000 föreslog uppskattningar att LUCA existerade för 3,5 till 3,8 miljarder år sedan under den paleoarkeiska eran, några hundra miljoner år före de tidigaste fossila bevisen på liv, för vilka det finns flera kandidater som varierar i ålder från 3,48 till 4,28 miljarder år sedan.

En studie från 2018 från University of Bristol, som använder en molekylär klockmodell, visar att LUCA uppstod för strax efter 4,5 miljarder år sedan, under Hadean-eran.