LUCA comparve molto prima del previsto. A dircelo è un nuovo orologio molecolare

Il concomitante utilizzo di fossili e della genomica ha permesso agli scienziati di affermare che LUCA, l’ipotetico antenato comune a tutti gli esseri viventi, comparve sul nostro pianeta quasi 4,5 miliardi di anni fa, ovvero molto prima di quanto precedentemente ipotizzato. La linea evolutiva degli eucarioti avrebbe invece avuto origine solo 2,5 miliardi di anni dopo


Utilizzando un nuovo approccio di ricerca basato sull’utilizzo contemporaneo di dati fossili e genomici, un gruppo di scienziati della University of Bristol (UK) ha contribuito a fare luce sulla cronologia delle forme di vita comparse sulla Terra. Stando ai risultati ottenuti, il cosiddetto Last Universal Common Ancestor (LUCA), ovvero l’antenato comune a tutti gli organismi esistenti sulla Terra, avrebbe fatto la sua comparsa sul pianeta circa 4,5 miliardi di anni fa, ovvero 700 milioni di anni prima di quanto si ritenesse in precedenza. Lo studio è stato pubblicato su Nature Ecology & Evolution.

La biologia si è da sempre posta il problema di quando e come si sia originata e diversificata la vita sul nostro pianeta. Se da una parte i campioni fossili sono abbastanza numerosi e ben conservati dal periodo cambriano in avanti (da 540 milioni di anni fa ad oggi), la stessa cosa non si può certo dire per quanto riguarda resti fossili del periodo Archeano, cioè risalenti a più di 2,5 miliardi di anni fa.

Cercando di andare sempre più indietro nel tempo. la documentazione fossile si fa infatti sempre più frammentaria e di difficile interpretazione. Non è raro che gli scienziati siano in disaccordo sull’origine vivente di alcuni campioni (Pikaia ne ha parlato ad esempio qui), o che, in accordo con quanto affermato da Holly Betts, ricercatrice del dipartimento di Scienze della Terra di Bristol nonché autrice della ricerca, non siano in grado di assegnare un reperto ad una linea evolutiva conosciuta.

Betts e colleghi, nel tentativo di porre rimedio alla questione, sono partiti dal presupposto che i fossili non costituiscono l’unico mezzo con il quale si può cercare di comprendere il passato e l’evoluzione della vita, ma anche il genoma contiene al suo interno importantissime tracce al riguardo. Combinando informazioni ottenute dai fossili e dalla genomica, i ricercatori hanno utilizzato un approccio definito “orologio molecolare basato (banalizzando) sull’idea che il numero di differenze presenti tra i genomi di due differenti specie sia proporzionale al tempo trascorso dal momento in cui le due specie hanno avuto un antenato comune.

Dalle analisi effettuate e dal confronto dei dati ottenuti, è stato possibile costruire un calendario della storia della vita sulla Terra: è emerso così che LUCA (Pikaia ne ha già parlato qui e qui) fece la sua comparsa quasi 4,5 miliardi di anni fa (700 milioni di anni prima di quanto ipotizzato), cioè poco tempo dopo che la Terra, secondo la teoria dell’impatto gigante, venne colpita dal planetoide Theia, evento che avrebbe sterilizzato il nostro pianeta e portato alla formazione della Luna.

Tali dati stridono con quanto emergerebbe dalla documentazione fossile, che colloca in tempi molto più recenti i primi resti biologici (Pikaia ne ha parlato qui). Emerge dunque l’importanza della biologia molecolare per questo tipo di studi ma anche la necessità di ulteriori conferme, onde evitare grossolani errori di interpretazione e di ricostruzione temporale. I ricercatori concordano sul fatto che il lavoro svolto dovrebbe costituire una sorta di impalcatura alla quale aggiungere di volta in volta informazioni per ottenere stime sempre più precise.

Circa un miliardo di anni dopo la comparsa di LUCA, avrebbero avuto origine due differenti linee evolutive: gli eubatteri e gli archeobatteri; da questi ultimi, circa 1,8 miliardi di anni fa, emersero poi gli eucarioti, confermando la moderna teoria secondo la quale la nostra linea evolutiva non sarebbe una linea primaria della vita, ma avrebbe fatto la sua comparsa solo molto tempo dopo.  


Riferimento:

Holly C. Betts, Mark N. Puttick, James W. Clark, Tom A. Williams, Philip C. J. Donoghue, Davide Pisani. Integrated genomic and fossil evidence illuminates life’s early evolution and eukaryote originNature Ecology & Evolution, 2018; DOI: 10.1038/s41559-018-0644-x

Immagine da Wikimedia Commons