Wo lebten die ersten Zellen – und wovon?

Frühe Evolution

Der letzte universelle gemeinsame Vorfahre allen Lebens (Luca) wurde lange als der gemeinsame Vorfahre von Bakterien, Archaeen und Eukaryoten betrachtet. Neue Stammbäume des Lebens zeigen jedoch den Ursprung der Eukaryoten innerhalb der Archaeen, somit wird Luca zum gemeinsamen Vorfahren der Bakterien und Archaeen. Informationen über Lucas Lebensraum und Lebensweise (Physiologie) gab es bisher nicht. Eine neue Arbeit konnte die mikrobielle Ökologie Lucas nun rekonstruieren. Nach phylogenetischen Kriterien gehen 355 Gene (Proteinfamilien) auf Luca zurück. Danach war Luca anaerob, CO₂– und N₂-fixierend, H₂-abhängig und thermophil. Lucas Proteine waren reichlich mit FeS-Zentren und radikalen Reaktionsmechanismen ausgestattet und erforderten Kofaktoren, bei denen Übergangsmetalle eine tragende Rolle spielen. Luca bewohnte eine geochemisch aktive Umgebung, die reich an H₂, CO₂ und Eisen war. Diese mikrobielle Ökologie ähnelt der heutiger acetogener Bakterien und methanogener Archaeen, den physiologisch ursprünglichsten Mikroben.