In principio fu LUCA

L’ultimo antenato comune a tutti i viventi, conosciuto con l’acronimo LUCA (Last Universal Common Ancestor) e vissuto probabilmente intorno a 3,8 miliardi di anni fa, potrebbe essere molto diverso da quanto ritenuto fino ad ora. In genere, è parere comune che il primo organismo terrestre fosse ipertermofilo, ovvero amante delle alte temperature: questi organismi crescono e si riproducono in maniera

L’ultimo antenato comune a tutti i viventi, conosciuto con l’acronimo LUCA (Last Universal Common Ancestor) e vissuto probabilmente intorno a 3,8 miliardi di anni fa, potrebbe essere molto diverso da quanto ritenuto fino ad ora. In genere, è parere comune che il primo organismo terrestre fosse ipertermofilo, ovvero amante delle alte temperature: questi organismi crescono e si riproducono in maniera ottimale a temperature superiori ai 90°C, simili a quelle delle sorgenti idrotermali che si trovano nei fondali oceanici, il luogo che avrebbe visto la nascita delle prime forme di vita. Solo in seguito nel corso dell’evoluzione gli organismi si sarebbero adattati a temperature più basse.

Utilizzando dati provenienti da organismi odierni, eucarioti, batteri e archea, un gruppo di ricercatori, guidato da Bastien Boussau della Université de Lyon, ha tracciato mediante un complesso modello bioinformatico le caratteristiche del primo abitante della terra. In particolare, lo studio si è focalizzato sulla proporzione di basi C e G e sul tipo di aminoacidi, entrambi indicatori di stabilità e di resistenza alle alte temperature, all’interno delle regioni codificanti RNA ribosomali e alcune proteine “universali”. E’ noto infatti che alcuni aminoacidi siano più stabili alle alte temperature e che tra guanina e citosina si formano tre legami idrogeno invece dei soli due tra adenina e timina (o uracile nel caso di RNA).

Le analisi indicano che gli antenati comuni a tutti gli organismi erano, contrariamente a quanto si credeva, mesofilici, quindi amanti di temperature non superiori ai 50°C. Questo risultato è in accordo con l’ipotesi del mondo a RNA, che sostiene che le prime forme di vita utilizzassero l’RNA, molecola poco tollerante alle alte temperature, per propagare se stessi piuttosto che il più stabile DNA. Il passaggio al DNA potrebbe essere avvenuto proprio come adattamento alle temperature sempre più alte.

Secondo questa nuova ipotesi, le prime forme di vita trascorsero un periodo di tolleranza alle alte temperature, passando da un mesofilico LUCA ad un termofilico antenato dei Bacteria e degli Archaea–Eukaryota: le due linee discendenti dall’antenato comune universale, che portarono l’una ai batteri l’altra agli archea e agli eucarioti, si adattarono in maniera convergente alla tolleranza alle alte temperature, forse come risposta ad un aumento globale delle temperature, aiutati in questo processo dal passaggio all’utilizzo del DNA a partire dall’RNA. In seguito, in entrambi i gruppi si verificò un ulteriore processo adattativo, questa volta alle basse temperature, fondamentale per lo sviluppo della straordinaria biodiversità che oggi conosciamo.

Questa nuova ipotesi, concludono i ricercatori sulle pagine dell’ultimo numero di Nature, dovrebbe conciliare le teorie del mondo a RNA con quella della presunta ipertermofilia delle prime forme di vita sulla terra.

Andrea Romano


Riferimenti:
Parallel adaptations to high temperatures in the Archaean eon. Bastien Boussau, Samuel Blanquart, Anamaria Necsulea, Nicolas Lartillot & Manolo Gouy. Nature, Vol 456: 942-946; doi:10.1038/nature07393

Fonte dell’immagine: Wikimedia Commons