המדענים בהלם: "נמצאו שני מקורות שונים של בריאה"

תיאוריה חדשה ומטלטלת, שפותחה על ידי חוקרים מאוניברסיטת היינריך היינה בדיסלדורף שבגרמניה, מאתגרת את אחת ההנחות הבסיסיות ביותר בביולוגיה ולפיה לכל החיים על פני כדור הארץ יש מקור משותף יחיד. על פי המחקר, שפורסם בכתב העת המדעי Science Advances, החיים כפי שאנו מכירים אותם - כלומר תאים חופשיים ועצמאיים - הופיעו למעשה פעמיים, בשני אירועים נפרדים.

החוקרים טוענים כי שתי קבוצות התאים הקדומות ביותר בעולם לא התפצלו מיצור חי קדמון, אלא "ברחו" באופן עצמאי מסביבה גאוכימית משותפת שבה התפתח הקוד הגנטי. במילים אחרות, האב הקדמון המשותף האוניברסלי האחרון, המכונה LUCA, לא היה יצור חי במובן המקובל, אלא מערכת קדם-ביולוגית שהייתה תלויה לחלוטין בסביבתה המינרלית.

"רק תאים חופשיים הם חיים", הסביר מוביל המחקר, פרופ' ויליאם מרטין. "בואו נקרא לזה בשמו: אנחנו מסתכלים על מקור אחד של הקוד הגנטי, אבל על שני מקורות שונים של החיים".

הוכחות ממעמקי האוקיינוס

"ההפתעה הגדולה הייתה לגלות שהאנזימים שמזרזים את התגובות הללו אינם משותפים לשתי קבוצות התאים הקדומות", הסביר פרופ' מרטין. לדבריו, LUCA התבסס על מתכות שהיו זמינות בסביבתו הימית כדי להאיץ את התהליכים הביוכימיים. ניתוח של 420 תגובות מטבוליות מרכזיות חשף כי ל-LUCA היו אנזימים ייעודיים רק למחציתן, בעוד שהיתר התבססו על זרזים מתכתיים טבעיים.

אחת התעלומות הגדולות בחקר החיים הקדומים היא כיצד תפקדו התאים הראשונים עוד לפני שהתפתחה מולקולת האנרגיה המרכזית, ATP. המחקר מציע מנגנון חלופי: שימוש במולקולה פשוטה יותר - אצטיל פוספט - שהופעלה בעזרת המתכת פלדיום.

"זה ממצא מדהים שהופך את הבנת האבולוציה המוקדמת לנגישה הרבה יותר", ציינה מאנון שליקר, מחברות צוות המחקר. להערכת החוקרים, מחסור בפלדיום בסביבה הקדומה הוא שדחף את שתי השושלות לפתח פתרונות עצמאיים - וכך להפוך ליצורים חיים ועצמאיים בפני עצמם.

שחר חדש לביולוגיה

אם התיאוריה הזו נכונה, היא משנה לחלוטין את מה שידענו על תחילת החיים לפני כארבעה מיליארד שנים. "במקום תא יחיד שהתפצל, היינו רואים שני סוגים שונים לגמרי של תאים ראשוניים - 'חיידקים חלוצים' וקבוצת תאים מקבילה - שעושים את צעדיהם הראשונים מחוץ לנביעות החמות במעמקי האוקיינוס", מסבירה ד"ר נטליה מרניאבץ, מחברות צוות המחקר.

עם זאת, החוקרים מודים שקשה למצוא הוכחות חד-משמעיות בשטח. הסלעים והמאובנים מתקופה כה קדומה נדירים מאוד, והמאובנים העתיקים ביותר שנמצאו עד כה הם בני 3.5 מיליארד שנים. בשל כך, התיאוריה החדשה צפויה להמשיך ולעורר דיונים סוערים בקהילה המדעית.