LUCA (Letzter gemeinsamer Vorfahre)

LUCA steht für Last Universal Common Ancestor, der letzte gemeinsame Vorfahre aller heute lebenden Organismen. Jede Zelle auf der Erde, ob Bakterium, Hefepilz oder menschliche Nervenzelle, stammt von diesem einen Organismus ab.

2024 veröffentlichte ein Team um Edmund Moody in Nature Ecology & Evolution die bisher detaillierteste Rekonstruktion von LUCA anhand von Genomvergleichen tausender moderner Arten. Das Ergebnis: LUCA war komplexer als erwartet, ein einzelliges Wesen mit etwa 2.600 Genen, das in heißen, wasserstoffreichen Umgebungen lebte (wahrscheinlich an hydrothermalen Schloten), Kohlendioxid fixierte und bereits ein einfaches Immunsystem gegen Viren besaß. LUCA existierte vor etwa 4,2 Milliarden Jahren, nur wenige hundert Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde.

Für die Astrobiologie zeigt LUCA, wie schnell Leben unter günstigen Bedingungen entstehen kann. Wenn auf der Erde innerhalb weniger hundert Millionen Jahre komplexe Einzeller entstanden, könnte das auch auf dem frühen Mars oder in Ozeanwelten geschehen sein.

Das Konzept eines universellen Vorfahren spielt in Greg Bears Blood Music (1985) und in Liu Cixins Trisolaris-Reihe eine thematische Rolle.

Gerade die Tatsache, dass LUCA bereits ein hochentwickelter Organismus war, wirft eine fesselnde Frage auf: Was kam davor? LUCA ist nicht der Ursprung des Lebens, sondern nur der jüngste gemeinsame Vorfahr aller heutigen Linien. Vor ihm muss es eine lange Entwicklung von einfacheren Vorläuferzellen, von der RNA-Welt und von präbiotischer Chemie gegeben haben, deren Spuren weitgehend verloren sind. Möglicherweise existierten neben LUCAs Vorfahren weitere, unabhängige Lebensformen, die später ausstarben oder verdrängt wurden. Dass alles heutige Leben auf einen einzigen Vorfahren zurückgeht, könnte bedeuten, dass die Entstehung von Leben ein seltenes Ereignis war, oder dass eine besonders erfolgreiche Linie alle Konkurrenz verdrängte. Diese Unklarheit ist für die Astrobiologie entscheidend: Sie bestimmt, ob Leben im Universum die Regel oder eine kosmische Ausnahme ist.