Azken arbaso komun unibertsala

Azken arbaso komun unibertsala edo ingelesez LUCA (last universal common ancestor), egungo organismo bizidun guztien arbaso komun berriena da. Lurra duela 4.500 milioi urte sortu zen arren, LUCA duela 3.700-3.800 milioi urte inguru sortu zela dago onartuta, gaur egun ezagutzen ditugun bizidunei oinarria eskainiz. Duela gutxi egindako ikerketa batek, LUCA duela 4.320-4.520 milioi urte agertu zela ondorioztatu da, baina berriki egindako aurkikuntza bat da eta pil pilean dagoen gai bat denez, eztabaida dago.  
Bizitzaren zuhaitz filogenetiko onartuena, rRNA molekulen araberakoa da, Carl R. Woese eta George E. Fox-ek 1977an proposatutakoa. Zuhaitz honetan, oinarrizko 3 domeinuak sailkatzen dira, "Eubacteria", "Archaea" eta "Eukaryota". Bertan, rRNA molekularen azterketaren ondorioz, Achaea-k eta Eukaryota-k ardatz filogenetiko berdinetik datozela frogatu zen, Eubacteria domeinua ez bezala eta ebolutiboki, Archaea-k, Eukaryota-k baino primigenioagoak direla ikusi zen. Ondorioz, argazkian azaltzen den moduan, LUCA izan zen Eubacteria eta Archaea filogenetikoki banatzean existitzen zen biziduna eta bertatik sortu ziren ebolutiboki aurreratuagoak diren bizidun guztiak. 

LUCA-k izen ezberdinak har ditzake, "Progenote", Azken arbaso unibertsala (LUA, last universal ancestor), azken arbaso komuna (LCA, last common ancestor) edota soilik arbaso unibertsala.

 Terminoaren beste kontzeptu batzuk 
Azken arbaso komun unibertsalaren kontzeptua, organismo-espezieei ez ezik, organismo horiek osatzen dituzten sistemei ere aplikatu behar zaiela uste da, bai eta haien organo edo aparatuei ere. Crocco neurobiologo argentinarrak testuinguru horretan terminoaren erabilera postulatu zuen, 1960ko hamarkadan adierazi baitzuen zelula anitzeko animalien nerbio-sistemaren azken arbaso komun unibertsala dela protozoo harraparien igeriketa zilien bidez kontrolatzeko (ez koordinatzeko) sistema bioelektrikoa. Kontrol horri esker, harrapakinei jarraitu ahal zaie, eta harrapakinekiko kokatu, haiek irensteko. Horrek esan nahi du, nerbio-sistemen hasierako morfologiak edo formak ebolutiboki hainbat animalia filotan agertu arren, elektropotentzialaren aldaera guztiak kontserbatu zituzten, eta taxon batzuetan baino ez ziren baliatu goi-mailako nerbio-funtzio batzuetarako. Era berean, zehaztasun gutxiagorekin bada ere, esan daiteke brankien arkuak aparatu hioideoaren edo Eustakioren tronpa izeneko organoaren azken arbaso komun unibertsala direla.

 Historian zehar 
Charles Darwin-ek "Espezieen Jatorria"-ren amaierara (1859) honakoa idatzi zuen: «Beraz, ondorioztatzen dut Lurrean bizi izan diren izaki organiko guztiak bizitza taupadaka hasi zen funtsezko moduren batetik jaitsi egin direla». Modu honetan, ezagutzen dugun bizitzaren forma nagusi edo arbaso komun hori Biologia Ebolutiboaren funtsa da.

Gainera, 1960ko hamarkadan kode genetikoaren aurkikuntzak, unibertsala zela aitortu zuen eta beraz, arbaso unibertsal bakarra existitu behar zela ondorioztatu daiteke. Kode genetikoa bizi-forma guztientzat unibertsala izateak guztiak erlazionatuta daudela adierazten du.

 Terminoaren kontzepzio okerrak 
LUCAk ez du esan nahi:

 Existitu zen lehen organismo bizia
 Egungo organismoa, bere ezaugarrietan arbaso komunarengandik hurbilen dagoena.
 Hasieran organismo hori bakarrik existitzen zela.

 Nolakoa zen LUCA? 
Biziaren jatorria argitzea izan da eta oraindik ere bada, gizakiaren erronka handienetako bat. Nor garen eta nondik gatozen jakitea da gure ezagutza osoaren funtsezko helburua. Horregatik zientziak etengabe bilatu du izaki bizidun guztien "Azken Arbaso Komun Unibertsala", noiz bizi izan zen, nolakoa zen, zer girotan garatu zen edota bere energia nondik lortzen zuen. 

Hala ere, urteetan zehar ikerketa asko egin ostean, zientzialari gehienak ondorengo ideiarekin bat datoz. Hasteko, espezie zelulabakarra eta nukleorik gabea zen, agian gaur egungo prokariotoen antzekoa konplexutasunari dagokionez eta bizitzarako oinarrizko 3 ezaugarriak konbinatzea lortu zuen:

 Bere buruaren kopiak egiteko gai den material genetikoa.
 Gorputz konparimentatua, mintz lipidiko batekin definitutakoa.
 Bere inguruko materia eta energia atzemateko eta eraldatzeko metabolismoa.

Beraz, esan daiteke, DNA, RNA eta proteinak inguratzen zituen mintzarekin konpartimentatutako biziduna zela LUCA.

Sortu zen giroari dagokionez, 90 ºC-tik gorako urmael geotermikoetan bizi zela pentsatzen da, ozeanoen hondoan dauden iturri hidrotermal antzekotan. Bertan, pitzadurak baitdaude, eta horietatik ur beroa isurtzen da Lurraren barrutik. Hala ere, duela gutxi egindako ikerketa baten arabera, LUCAren jatorriko giroa askoz freskoagoa zela ikusi zen. Frantziako Pasteur Institutuko zientzialari talde batek analisi genetikoak eta ebolutiboak egin ostean, LUCA ez zela hain ur beroetan bizi ondorioztatu zuten. 

Egoera honek erakusten duen gauza bakarra da oraindik asko dagoela aurkitzeko eta azterlan asko egiteko, LUCAren jatorri zehatza zientziaren enigma bat baita oraindik.

 Adina 
2000 eta 2018 artean egindako ikerketek gero eta garai zaharragoa iradoki diote LUCAri. 2000an, LUCAren adina duela 3,5 eta 3,8 mila millioi urte inguruan zegoela estimatzen zen, Paleoarkeoko garaian kokatuta, biziaren ebidentzia fosil goiztiarrena baino ehunka milio urte batzuk lehenago. Honek lehen bizitza-formen jatorria, Bonbardaketa Berantiar Handia gertatu eta gutxira jarri zuen, Lurraren azala behin eta berriz esterilizatu zuela uste zena. Hala ere, 2018an Holly Betts eta bere lankideek egindako ikerketa batek erloju molekularraren eredu bat aplikatu zion erregistro genomiko eta fosilari (102 espezie,  proteina kodetzen duten 29 gene arrunt, gehienak erribosomikoak), eta ondorioztatu zuten LUCA Bonbardaketa Berantiar Handiaren aurretik existitu zela, duela 3,9  mila millioi urte baino gehiago zegoela. Gainera, 2022ko ikerketa batek iradoki zuen LUCAren adina 3,6 eta 4,2 mila millioi urte ingurukoa zela, eta 2024ko ikerketa batek proposatu zuen LUCA 4,2  mila millioi urte inguruan bizi zela (4,09 eta 4,33 mila millioi urteko konfiantza-tartearekin).

 Filogenia 

Bizidunen zuhaitz filogenetikoari dagokionez, RNA erribosomalaren araberako sailkapen bat dela aipatu da jada. RNA erribosomala edo rRNA zelula guztietan aurki dezakegun azido erribonukleiko (RNA) mota bat da, proteinen sintesian parte hartzen duena. Molekula hauek, erribosomen parte dira eta erribosomak 2 azpiunitatez osatuta daude, azpiunitate handia eta azpiunitate txikia. Aldi berean, azpiunitate bakoitza, hainbat azpiunitate txikiagotaz osatuak daude eta azpiunitate txikiaren unitate baten arabera egiten da zuhaitz filogenetikoaren sailkapena. Zelula prokariota eta eukariotak erribosoma ezberdinak dituzte eta beraz, ezberdin izendatzen dira. Baina zuhaitz filogenetikoaren sailkapena egiteko aipatutako azpiunitate txikiaren unitate aztergaiak, 16S zelula prokariotoen kasuan eta 18S zelula eukariotoen kasuan dira.

Horrela lortzen dan lehen irudian ikusi dugun zuhaitza eta LUCA zuhaitz horren oinarrian dago. Hala ere, ebolutiboki aurrera goazen heinean, LACA (last archaea common ancestor) edo Archaea-en Azken Arbaso Komuna azaltzen da eta amaitzeko, LECA (last eukaryotic common ancestor) edo Eukaryotoen Azken Arbaso Komuna.

 Luca eta birusak 
Birusen jatorria oraindik eztabaidagarria da . Birusek zelula ostalariak behar dituztenez erreplikatzeko, posible da zelulak sortu ondoren agertu izan direla. Era berean, posible da birusek jatorri ugari izatea eta birus mota desberdinak modu independientean eboluzionatu ahal izan dute bizitzaren historian zehar. Birusen jatorrietarako hipotesi desberdinak daude: adibidez, RNAren munduko jatorri biriko goizitar bat edo DNA berekoiaren ondorengo jatorri biriko bat.

Gaur egun birusak bakterio eta arkeoan zehar nola banatzen diren oinarri hartuta, LUCA hainbat birusen harrapakin izan zela susmatzen da, orain bi domeinu horiek ostalaritzat dituztenen antzinakoak. Gainera, birusen eboluzio zabala LUCAren aurretik gertatu izan zela dirudi, kapsideko proteinen “jelly-roll” egitura RNA eta DNA birusek partekatzen dutelako hiru domeinuetan zehar. LUCAren birusak ziurrenik bi kateko DNA birusak ziren batez ere Duplodnaviria eta Varidnaviria izeneko taldeetan. Bestalde, Monodnaviria barruan dauden kate bakarreko beste bi DNA birus taldek, Microviridae eta Tubulavirales, azken arbaso komun bakteriarra infektatu zutela uste da. Azken arbaso komun archaeriarra, ziurrenik, ardatz-itxurako birusen ostalaria izan zen. Birus guzti hauek LUCAri eragin ziezaioketen, eta kasu horretan, horietako bakoitza galdu egin zen ostalariaren domeinuan, non jada iraungita dagoen. Bestetik, badirudi RNA birusak ez direla LUCAren parasito garrantzitsuak izan, nahiz eta RNAren mundu batetik zuzenean eratorritako birus gisa aurreikus daitezkeen. Aldiz, LUCA bizi zenerako, RNA birusak DNA birusen lehiatik kanpo zeuden jada, ziurrenik .

LUCA birus batzuen arbasoa izan zitekeen, gutxienez bi ondorengo izan baitzitzakeen: LUCELLA (azken arbaso zelular unibertsala) zelula guztien arbasoa, eta birozelula arkaikoen arbasoa, tamaina handiko eta ertainetako DNA duten birusen arbasoa. Halaber, erredukzioaren hipotesiaren arabera, birusak LUCA baino lehen ebaluzionatu ahal izan ziren, baina Lehen arbaso komun unibertsalaren (FUCA) ondoren, non birus erraldoiak parasito bihurtu ziren zelula primordialetatik eboluzionatu zuten.
 Erreferentziak 

 Kanpo estekak 

Kategoria:Eboluzioa
Kategoria:Biziaren jatorria
Kategoria:Genealogia genetikoa
Kategoria:Prokariotoak
Kategoria:Azken arbaso komunak