Ученые получили ответы на два важных эволюционных вопроса

При помощи математического моделирования ученые смогли выяснить, что последний всеобщий предок, который жил четыре миллиарда лет назад, имел протекающую мембрану.

Сей факт помог получить ответ на два важных вопроса: почему все клетки обычно пользуются одним и тем же механизмом для сбора энергии, и почему у двух доменов живых существ, которые первыми разошлись в процессе эволюции (микробы и археи), настолько различается структура мембран.

Ученые из университетского колледжа Лондона полагают, что ПВП (это был одноклеточный организм) жил у гидротермальных источников на дне океанов, где достаточно богатая положительно заряженными частицами морская вода обычно смешивалась с теплой щелочной жидкостью (где протонов, наоборот, было мало). Подобный градиент протонов дал возможность частицам попадать в клетку, способствуя тем самым выработке молекул АТФ — основного источника энергии для различных биохимических процессов. Благодаря «дырявой» мембране протоны очень легко покидали организм, уже уступая свое место новым частицам. Модель ученых показала, что скорость притока и оттока протонов в клетку оказалась достаточно велика, чтобы обеспечить ее рост.

Но чтобы покинуть подводную среду ПВП пришлось «обучить» свою мембрану самостоятельно выкачивать протоны из клетки. Данную проблему археи и микробы решили по-разному, создавая различные структуры „зашитых“ мембран и протонные насосы. Мысль возникшего естественным способом внешнего градиента положительно заряженных частиц дает возможность объяснить, почему биоэнергетика мембраны у микробов и архей одинакова, хотя протонные насосы и сами мембраны у них устроены по-разному.