Gemeenschappelijke voorouder | evolutiebiologie
In de evolutiebiologie heeft een groep organismen een gemeenschappelijke afstamming als ze een gemeenschappelijke voorouder hebben. Er is sterke steun voor de theorie dat alle levende organismen op aarde afstammen van een gemeenschappelijke voorouder.
Charles Darwin stelde in On the Origin of Species de theorie voor van universele gemeenschappelijke afstamming via een evolutionair proces en zei: "Er schuilt een grootsheid in deze opvatting dat het leven, met zijn verschillende krachten, oorspronkelijk in een paar vormen of in één vorm is ingeblazen".p490
De laatste universele voorouder (LUA) (of laatste universele gemeenschappelijke voorouder, LUCA), is de meest recente gemeenschappelijke voorouder van alle momenteel levende organismen. Hij zou ongeveer 3,9 miljard jaar geleden zijn ontstaan.
Geschiedenis
In de jaren 1740 deed Pierre-Louis Maupertuis de eerste bekende suggestie dat alle organismen een gemeenschappelijke voorouder kunnen hebben gehad, en dat zij door willekeurige variatie en strijd om het bestaan uiteen waren gaan lopen. In Essai de Cosmologie merkte Maupertuis op:
Zou men niet kunnen zeggen dat, in de toevallige combinaties van de voortbrengselen van de natuur, aangezien er enkele gekenmerkt moeten zijn door een bepaalde verhouding van geschiktheid die in staat zijn te overleven, het niet verwonderlijk is dat deze geschiktheid aanwezig is in alle soorten die momenteel bestaan? Het toeval, zou men zeggen, heeft een ontelbare hoeveelheid individuen voortgebracht; een klein aantal vond zichzelf op zo'n manier gebouwd dat de delen van het dier in staat waren om aan zijn behoeften te voldoen; in een ander oneindig groot aantal was er noch geschiktheid noch orde: deze laatste zijn allemaal vergaan... De soorten die wij vandaag de dag zien zijn slechts het kleinste deel van wat het blinde lot heeft voortgebracht...
Bewijs van universele gemeenschappelijke afstamming
Gemeenschappelijke biochemie en genetische code
Alle bekende levensvormen zijn gebaseerd op dezelfde fundamentele biochemische organisatie.
Genetische informatie wordt gecodeerd in DNA, getranscribeerd in RNA, vervolgens vertaald in eiwitten door (sterk gelijkende) ribosomen, met ATP, NADH en andere als energiebronnen, enz.
De overeenkomsten omvatten de energiedrager adenosinetrifosfaat (ATP) en het feit dat alle aminozuren in eiwitten linkshandig zijn (chiraliteit).
Bovendien is de genetische code (de "vertaaltabel" volgens welke DNA-informatie wordt vertaald in eiwitten) vrijwel identiek voor alle bekende levensvormen, van bacteriën tot mensen.
De universaliteit van deze code wordt door biologen algemeen beschouwd als definitief bewijs ten gunste van de theorie van universele gemeenschappelijke afstamming. De analyse van de kleine verschillen in de genetische code heeft ook steun opgeleverd voor universele gemeenschappelijke afstamming. Een statistische vergelijking van verschillende alternatieve hypotheses heeft aangetoond dat universele gemeenschappelijke afstamming aanzienlijk waarschijnlijker is dan modellen met meerdere oorsprongen.
Fylogenetische bomen
Een ander belangrijk bewijs is dat het mogelijk is om gedetailleerde fylogenetische bomen (dat wil zeggen "genealogische bomen" van soorten) te construeren die de voorgestelde verdelingen en gemeenschappelijke voorouders van alle levende soorten in kaart brengen. In 2010 gaf een analyse van beschikbare genetische gegevens, die werden gekoppeld aan fylogenetische bomen, "stevige kwantitatieve steun voor de eenheid van het leven. ...er is nu sterke kwantitatieve ondersteuning, door een formele test, voor de eenheid van het leven.
Traditioneel werden deze bomen opgebouwd met behulp van morfologische methoden, zoals vergelijkende anatomie, embryologie, enz. Sinds kort is het mogelijk deze bomen te construeren met behulp van moleculaire gegevens, gebaseerd op overeenkomsten en verschillen tussen genetische en eiwitsequenties. Al deze methoden leveren in wezen vergelijkbare resultaten op. Dat fylogenetische bomen op basis van verschillende soorten informatie met elkaar overeenkomen, is een sterk bewijs voor een onderliggende gemeenschappelijke afstamming.
Laatste universele gemeenschappelijke voorouder
Over LUCA of LUA kan het een en ander worden afgeleid. Het was niet de allereerste cel, maar een waarvan de afstammelingen overleefden na de allereerste stadia van microbiële evolutie. Op basis van hun aanwezigheid in eubacteriën, archaea en eukaryoten waren ongeveer 325 eiwitten aanwezig in het LUCA.
Deze aminozuren werden waarschijnlijk als eerste in eiwitten ingebouwd: alanine, asparagine, asparaginezuur, glycine, histidine, isoleucine, serine, threonine en valine. Deze aminozuren werden ook gevonden in vonkensimulaties en analyse van de Murchison meteoriet. De andere aminozuren, latere toevoegingen aan de genetische code, omvatten verschillende van de meest complexe aminozuren.
Studies van 2000 tot 2018 suggereren een steeds oudere tijd voor LUCA. In 2000 suggereerden schattingen dat LUCA 3,5 tot 3,8 miljard jaar geleden bestond in het Paleoarcheïsche tijdperk, een paar honderd miljoen jaar voor het vroegste fossiele bewijs van leven, waarvoor verschillende kandidaten bestaan die in leeftijd variëren van 3,48 tot 4,28 miljard jaar geleden.
Een studie uit 2018 van de Universiteit van Bristol, die gebruik maakt van een moleculair klokmodel, plaatst het LUCA kort na 4,5 miljard jaar geleden, in het Hadean-tijdperk.
Vragen en antwoorden
V: Wat is evolutiebiologie?
A: Evolutiebiologie is de studie van hoe levende organismen in de loop der tijd zijn geëvolueerd, en hoe ze aan elkaar gerelateerd zijn.
V: Wat stelde Charles Darwin voor in On the Origin of Species?
A: In On the Origin of Species stelde Charles Darwin de theorie voor van universele gemeenschappelijke afstamming via een evolutionair proces. Hij geloofde dat alle levende organismen op aarde afstammen van een gemeenschappelijke voorouder.
V: Wat is de laatste universele voorouder (LUA)?
A: De laatste universele voorouder (LUA), ook bekend als de laatste universele gemeenschappelijke voorouder (LUCA), is de meest recente gemeenschappelijke voorouder van alle thans levende organismen. Hij zou ongeveer 3,9 miljard jaar geleden zijn ontstaan.
V: Hoe ondersteunt de evolutiebiologie de theorie van Charles Darwin?
A: De evolutiebiologie ondersteunt de theorie van Charles Darwin door het bewijs te leveren dat alle levende organismen op aarde afstammen van een gemeenschappelijke voorouder, en dat dit proces in de loop der tijd via een evolutionair proces is verlopen. Dit biedt een sterke ondersteuning voor zijn hypothese.
V: Wat betekent het als een groep organismen een "gemeenschappelijke afstamming" heeft?
A: Wanneer een groep organismen "gemeenschappelijke afstamming" heeft, betekent dit dat zij op een bepaald moment in hun evolutie één gemeenschappelijke voorouder hadden. Dit suggereert dat deze soorten op een bepaalde manier aan elkaar verwant zijn, en dat zij hun voorouders kunnen herleiden tot één bronorganisme of -soort.
V: Hoe beschreef Charles Darwin zijn kijk op het leven?
A: Charles Darwin beschreef zijn kijk op het leven als "groots", en zei: "Er zit een grootsheid in deze kijk op het leven, met zijn verschillende krachten, dat oorspronkelijk in een paar vormen of in één vorm is geblazen".
