生命の起源: 最初の生物から今日の生物多様性まで

ルカ：最後の宇宙共通祖先

最終宇宙共通祖先、または LUCA (最終宇宙共通祖先) は、地球上のすべての現在の生物の祖先である仮説上の生物を表します。研究によると、LUCAは海洋形成直後の約35億年から38億年前に生息していたという。比較ゲノム研究により、LUCA に存在する可能性のある約 355 個の遺伝子が同定されました。

3つの分野における多角化の表

LUCA 以降、生命は細菌、古細菌、真核生物の 3 つの主要な領域に多様化しました。 分子分析の結果、古細菌と真核生物は細菌よりも新しい共通の祖先を共有していることが示されています。

真核生物の複雑な進化

真核細胞の出現は、生命の歴史における大きな転換点の 1 つを示します。原核細胞 (細菌や古細菌) とは異なり、真核生物は核、特殊な細胞小器官 (ミトコンドリアなど)、および洗練された細胞組織を持っています。この複雑さにより、植物、動物、菌類、ひいてはすべての多細胞生物の出現が可能になりました。

起源と祖先

真核生物はおそらく古細菌と細菌の内部共生から生じ、ミトコンドリアを生じます。 この共生により、より複雑で大きな細胞の発達が可能になりました。

• LECA (真核生物の最後の共通祖先): この最後の祖先は、すでにミトコンドリア、核、細胞骨格を持っていました。
• アーキア・アスガルド：最近発見され、真核生物に最も近い親戚であると考えられています。彼らは現代の真核生物と同様の遺伝子を持っています。
• 内部共生: 祖先の細胞が細菌を吸収し、それがミトコンドリアになったという理論。このプロセスは真核生物の進化にとって極めて重要だったでしょう

分子時計と年代測定

コンセプトの定義と由来

L'分子時計遺伝子変異は時間の経過とともにゲノム内に比較的一定の割合で蓄積するという仮説です。 この概念は、1960 年代に提唱されました。ズッカーカンドルそしてポーリング、できるようになります種間の分岐の年代測定DNA またはタンパク質の配列を比較することによって。

注： :
2 つの種の遺伝子配列が異なるほど、共通の祖先は古くなり、その逆も同様です。

動作原理

• 定常突然変異:生体高分子 (DNA、タンパク質) の変化は中程度の頻度で発生します。
• 配列の比較:2 つの種間の違いの数を測定します。
• 古生物学的キャリブレーション:私たちはこれらの違いを化石から知られている年代と関連付けます。

アプリケーション

• 種間の分岐の年代を特定する:たとえば、人類とチンパンジーが分岐した時期を推定するなどです。
• 生命の樹の再建:進化する関係をより深く理解できるようになります。
• 化石の補足:化石記録が不完全な場合に役立ちます。

制限事項と注意事項

• 突然変異率は常に一定ではなく、種、遺伝子、環境によって異なります。
• キャリブレーションは、利用可能な化石データの品質に依存します。
• 分子時計は、最近に比べて長期にわたる信頼性が向上しています。

ソース ：Nature Microbiology - 最後の普遍的共通祖先の性質そして科学 - アスガルド古細菌が真核生物の細胞の複雑さの起源を明らかにする。