Apró cseppek indíthatták útjára a földi élet fejlődését
Szathmáry Eörs és kutatótársainak új modellje lehetséges magyarázatot ad arra, miként juthatott el a földi élet evolúciója az egyszerű szerves molekuláktól sejtjeink elődeiig.
Az első földi életformák közvetlen elődei önmaguk sokszorosítására képes kémiai rendszerek (molekuláris replikátorok) lehettek. Sikerük nagyban függött a másolás sebességétől, hiszen az a rendszer, amelyik gyorsabban tudta felépíteni saját másolatát, hamar nagy számbeli fölénybe került a lassabb változatokkal szemben.
Ez a mechanizmus azonban egy szinten túl gátolja az élőlények komplexitásának növekedését. A másolás hatékonyságát közvetlenül nem javító új elemek ugyanis növelik az élőlényt meghatározó kód méretét, következésképpen puszta jelenlétükkel lassítják a másolást.
Egy hiányzó ősi láncszem
A komplexitás növekedéséhez új utat nyithat az együttműködés, mely az evolúció során több esetben is bekövetkezett. Ennek során előfordul, hogy az élőlények egy csoportja közösségbe szerveződik, és a szelekció erre a közösségre hat – vagyis olyan új funkciók is fennmaradhatnak, amelyek nem a közösséget alkotó élőlények egyéni sikerét, hanem a közösség egészét támogatják. Ilyen együttműködő közösséget alkot például a többsejtű élőlények sejtjeinek összessége.
A korai molekuláris replikátorok együttműködéséhez arra volt szükség, hogy csoportjaik valamiképpen elváljanak a környezetüktől – kompartmentekbe tömörüljenek. Így jöhettek létre mai sejtjeink elődei: a protosejtek. Ha azonban a kompartmentek működtetéséhez szükséges genetikai információt maguk az egyedi replikátorok tartalmazzák, tehát – hosszabbak lévén – lassabban másolódnak, hogyan juthattak el idáig a gyorsabb replikátorok versengése mellett?
Átmeneti együttműködés
Ebből a paradoxnak tűnő helyzetből mutatnak kiutat a Science-ben megjelent új cikkükben Szathmáry Eörs és kutatótársai. Kémiai és matematikai modellkísérleteikkel bebizonyították, hogy a molekuláris replikátorok komplexitásának növekedése már akkor is lehetséges, ha a következő két feltétel fennáll:
Egy természeti folyamat újra és újra apró kompartmenteket hoz létre a replikátorokat tartalmazó közegben. Ilyesmire rengeteg példát ismerünk: felverődő apró vízcseppek keletkeznek és egyesülnek újra, olajcseppek szóródnak szét majd egyesülnek ismét, de más fizikai folyamatok is létrehozhatnak apró, ideiglenes zárványokat.
Valamilyen szelekciós folyamat hat ezekre a kompartmentekre.
Ha ez a két feltétel teljesül, a kutatók eredményei szerint megjelenhetnek és fennmaradhatnak olyan tulajdonságok, melyek az ideiglenes kompartmentek közösségét segítik. Sőt, azt is kimutatták, hogy az ideiglenes kompartmentek rendszere a replikátorok változatosságát is növeli, vagyis egyfajta „génbank” halmozódik fel, mely új funkciók kialakulását is segítheti.
A teljes cikk a következő linken található:
http://mta.hu/tudomany_hirei/apro-cseppek-indithattak-utjara-a-foldi-elet-fejlodeset-107362
További információ:
Szilágyi András, ELTE TTK Növényrendszertani Ökológiai és Elméleti Biológiai Tanszék
Related Posts Title
Rekreátor magazin. Alapítva 2006. |
