İlk hücreler nerede ve ne zaman gelişti? Bu soru hala tam olarak açıklanmış değil. Çok eski kayaçlardaki mikrofosiller ve kimyasal izler, en az 3,5 milyar yıl önce ilk tek hücreli yaşam biçimlerin varlığına işaret eder. Tüm yaşamların atasına ait enzimlerden birini araştırmacılar birkaç yıl önce yeniden tasarlamışlardı. En eski hücreden ilk önce bakteriler ve arkealar gibi gezegenimizin en eski yaşam biçimleri gelişmişti. Peki ama tüm bakterilerin ortak atası nasıl görünüyor, nasıl yaşıyor ve ne ile besleniyordu?
Heinrich-Heine Üniversitesi’nden, Joana Xavier ve ekibi 1089 bakteri grubunun kalıtımında, birçok bakteride görülen ve temel metabolizma fonksiyonlarını kotlayan genleri aradılar. Araştırmacılar çalışmalarında anaerob bakterilere odaklandılar. Bakteriler dünyada henüz oksijen yokken oluştular. Günümüzdeki anaerob bakterilere benzer bir şekilde atalarının da enerjiyi, fermantasyon, sülfat indirgeme ve metan üretimi gibi alternatif metabolizma yollarıyla elde etmiş olacakları tahmin ediliyordu. Karşılaştırmalı gen analizinin sonuçları bunu kanıtladı: 146 protein ailesinin genleri günümüzdeki anaerob bakterilerin hemen hemen hepsinde bulunuyor. Bu genler neredeyse evrensel ve prokaryotlarda nesilden nesle en fazla aktarılanlar. Bu genler tarafından kotlanan proteinlerin yarısı gen ve protein sentezinde ve diğer fonksiyonel yapılarda katkıları var diğer yarısı ise metabolizma aparatına aitler. Bu proteinler neredeyse tüm bir metabolik çekirdek ağı oluşturuyorlar.
Günümüz bakterilerin ortak atası, evrim süresinde kaybolan genlerin tüm yaşamsal önem taşıyan hücresel fonksiyonlarını yerine getirebiliyordu. Buna göre ilkel bakteri 57 önemli biyomolekülü üretebiliyordu: 20 aminoasit, dört DNA bazı, sekiz evrensel kofaktör, öncü yağ olarak gliserin trifosfat ve 20 yüklü transfer RNA’sı. Bu verilerin yardımıyla araştırmacılar, bakteri atasının yaşam biçimini canlandırmaya başardılar. Bu ilk bakterinin hücrelerinin enerjilerini ve besleyici maddeleri, indirgeyici asetil-koenzim A metabolizma yoluyla kazandıkları anlaşıldı.. Sonuçlar öte yandan ilkel bakterinin çubuk biçiminde olduğunu ve bir olasılıkla deniz diplerindeki hidrotermal kanallarda yaşadığını gösteriyor. Buradaki volkanik kanallardaki mineralli su, bu ilkel hücrelere hayatta kalabilecek koşulları sunuyordu.
Araştırmacılar ilkel bakterilerin günümüzdeki en yakın akrabalarıyla da ilgili bilgiler da edindiler. Buna göne, modern Clostridiumlar bakteri atasının en yakın akrabaları. Sporlar sayesinde ilk hücreler eski dünyanın elverişsiz ortamında daha iyi hayatta kalabiliyorlardı.
