Μπορεί η σύγκριση των αλληλουχιών των δομικών στοιχείων των πυρηνικών οξέων και των πρωτεϊνών στους σημερινούς οργανισμούς να μας δώσει την απάντηση σε αυτά τα ερωτήματα και να μας επιτρέψει την ανασύσταση της δομής των πρωταρχικών έμβιων συστημάτων; Η γονιδιακή ανάλυση μεγάλου αριθμού οργανισμών από όλα τα πεδία και τα βασίλεια της ζωής και η εφαρμογή συγκριτικών μεθόδων της εξελικτικής βιολογίας οδήγησαν τους επιστήμονες στο συμπέρασμα πως όλοι οι τύποι των υπαρχόντων, αλλά και των εξαφανισμένων, ειδών μπορούν να αναχθούν σε έναν «Γενικό Κοινό Πρόγονο», η ύπαρξη του οποίου τοποθετείται ήδη στον λεγόμενο Καταρχαιοζωικό ή Αδαίο (από τον Άδη) μεγααιώνα, τη γεωλογική περίοδο που ξεκινάει από το σχηματισμό της Γης πριν από περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια και εκτείνεται μέχρι τον Αρχαιοζωικό μεγααιώνα, ο οποίος άρχισε περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια πριν από το παρόν.
Με άλλα λόγια, η παλαιοβιολογία παραδέχεται ότι ο κοινός πρόγονος όλων των μετέπειτα οργανισμών εμφανίστηκε σχεδόν ταυτόχρονα με τη σταθεροποίηση της επιφάνειας της Γης και των «συντεταγμένων» γεωλογικών διαδικασιών. Επειδή η βιοχημική και γονιδιακή δομή αυτού του κοινού προγόνου είναι το αποτέλεσμα μιας θεωρητικής ανασυγκρότησης με βάση τα σημερινά δεδομένα και τη σημερινή κατανομή όλων των οργανισμών σε τρεις μεγαομάδες –τα Αρχαία, τα Βακτήρια και τους Ευκαρυώτες–, η επιστήμη παραδέχεται ότι είναι ο (χρονολογικά) πρώτος από το παρόν προσβάσιμος οργανισμός. Δηλαδή, σε σχέση με το άγνωστο χρονικό σημείο της εμφάνισης της ζωής, ο Τελευταίος Γενικός Κοινός Πρόγονος (Last Universal Common Ancestor ή LUCA).
Είναι προφανές ότι ο LUCA δεν συγκέντρωνε όλα τα σήμερα υφιστάμενα γενετικά και βιοχημικά χαρακτηριστικά – γιατί τότε δεν θα υπήρχε βιολογική εξέλιξη, με τη δαρβίνεια σημασία του όρου. Όμως εμπεριείχε εκείνα τα χαρακτηριστικά που είναι κοινά σε όλους τους υφιστάμενος οργανισμούς και που αρκούν για να καταστήσουν δυνατή την ύπαρξή του ως έμβιο ον. Αυτό σημαίνει ότι ο LUCA ήταν σε θέση να χρησιμοποιεί ενεργειακά πλούσιες ουσίες του περιβάλλοντός του για να τροφοδοτεί βιοχημικές διαδικασίες σύνθεσης των εσωτερικών «καυσίμων» του κυττάρου (η φωτοσύνθεση ως μέσο άντλησης ενέργειας από το περιβάλλον εμφανίστηκε περίπου δυο δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα), τα οποία με τη σειρά τους «κινούν» του μηχανισμούς του μεταβολισμού και, φυσικά, είχε τα απαραίτητα γονίδια για τη σύνθεση των απαραίτητων γι’ αυτό το σκοπό πρωτεϊνών. Επιπλέον, τα γονίδια του LUCA είχαν ήδη τη μορφή αλυσίδων δεοξυριβοπυρηνικών οξέων, δηλαδή αλυσίδων DNA, κάτι που σημαίνει ότι είχε και τον πλήρη μηχανισμό «μεταγραφής» σε ριβοπυρηνικά οξέα (RNA) και σύνθεσης πρωτεϊνών, οπότε το κύτταρο του LUCA περιείχε και τα «οργανίδια» που αποκαλούνται ριβοσώματα.
Η παραδοχή ότι ο LUCA είχε όλα τα βασικά γονίδια που απαντώνται σε όλους τους σήμερα υφιστάμενους οργανισμούς οδηγεί όμως σε ένα πρόβλημα: Ο πρώτος εξελικτικός διαχωρισμός ήταν, σύμφωνα με ό,τι είναι σήμερα γνωστό, ανάμεσα στις μεγαομάδες των Αρχαίων και των Βακτηρίων. Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά που διακρίνει τις δυο ομάδες είναι η χημική δομή της κυτταρικής τους μεμβράνης, που σε κάθε κύτταρο χωρίζει το εσωτερικό από τον περιβάλλοντα χώρο. Στα Βακτήρια τα μόρια της κυτταρικής μεμβράνης περιέχουν την χημική ομάδα των εστέρων, ενώ στα Αρχαία βρίσκουμε τη χημική ομάδα των αιθέρων. Η διαφορά αυτή στη χημική σύνθεση της κυτταρικής μεμβράνης είναι θεμελιώδης για την δυνατότητα των Αρχαίων να επιβιώνουν σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες όπως υψηλές θερμοκρασίες (θερμοφιλία) ή μεγάλες συγκεντρώσεις αλάτων (αλοφιλία), όπου Βακτήρια και Ευκαρυώτες (η κυτταρική μεμβράνη των οποίων έχει δομή παρόμοια με αυτή των Βακτηρίων) δεν αντέχουν.
Αφήνοντας κατά μέρος άλλες ομοιότητες και διαφορές ανάμεσα σε αυτές τις δυο μεγαομάδες, η ριζική διαφορά ανάμεσα στις χημικές δομές της κυτταρικής μεμβράνης οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η μεμβράνη του LUCA πρέπει να περιείχε και τις δύο κατηγορίες μορίων. Όμως οι δυο ομάδες μορίων απαιτούν εντελώς διαφορετικούς μηχανισμούς σύνθεσης και, κατά συνέπεια, εντελώς διαφορετικά σετ γονιδίων. Έτσι, ενώ όλοι οι υπόλοιποι βιοχημικοί μηχανισμοί του LUCA είναι γενετικά ομοιογενείς –τυχόν διαφοροποιήσεις μεταξύ των ειδών εμφανίστηκαν αργότερα και είναι εν γένει συντηρητικές–, σε ό,τι αφορά τη χημική και γονιδιακή σύνθεση της κυτταρικής μεμβράνης ο LUCA είναι ένα «μείγμα» δυο γονιδιακών τύπων, κάτι που στη βιολογία ονομάζεται Χίμαιρα.
Όμως η συναρπαστική ιστορία της σχέσης ανάμεσα στον LUCA, τα Αρχαία, τα Βακτήρια και τους Ευκαρυώτες δεν τελειώνει με την δομή της κυτταρικής μεμβράνης. Η συνέχεια στο επόμενο σημείωμα.
