A kutatók úgy vélik, Luca nagyjából négymilliárd évvel ezelőtt jelent meg, azaz csupán 500 millió évvel azután, hogy a forgó galaktikus felhő összeállt a Föld nevű bolygóvá, és néhány százmillió évvel azelőtt, hogy kialakultak volna a már fosszílianyomokat is hátrahagyó, bonyolultabb életformák. A közös ősnek azért kellett léteznie, mert a ma ismert összes életforma néhány apró kivételtől eltekintve, ugyanazzal a genetikai kóddal rendelkezik.

Feltételezések szerint Luca RNS-alapú volt, mert a ribonukleinsav (RNS), mely a dezoxiribonukleinsav, azaz a DNS közeli rokona, enzimként tudott funkcionálni. Ez azt jelenti, hogy működhetett az anyagcsere, mielőtt megjelentek volna a fehérjék, és átvették volna a biokatalizátor szerepet. A genetikai kód a genetikai építőkockák, azaz a nukleotidok hármas csoportjaiból –tripletjeiből – épül fel, és minden egyes triplet egy adott aminosavat kódol, vagy startstop gombként működik a fehérje-előállítás folyamatában. Az aminosavak, így a fehérjék, és emiatt a különböző életformák építőkövei.

Michael Yarus amerikai kutató szerint Lucában a genetikai kód kialakulása a nukleotidok és az aminosavak közötti természetes kémiai affinitás (vonzódás) eredménye. Más szóval, a genetikai kód kialakulása a nukleotidtripletek és az általuk kódolt aminosavak közötti vonzódás elkerülhetetlen következménye. Amennyiben Yarusnak igaza van, ez magyarázatként szolgálhat arra, hogy az egyes nukleotidtripletek miért kódolják bármilyen élőlényben mindig ugyanazt az aminosavat.

Yarus mesterséges RNS-sel dolgozva mutatta ki, hogy ez a kémiai vonzódás igenis létezik. Amikor RNS-szálakat és aminosavakat kevert össze, az aminosavak többékevésbé spontán módon az RNS megfelelő tripletjei közelében helyezkedtek el. Kiderült az is, hogy egyes antikodonok (az aminosavak szállítására specializálódott RNS-ekben található triplettípusok) különösen „ügyesek” a „megfelelő” aminosavhoz való kötődésben, milliószor nagyobb affinitást mutatnak a megfelelő, mint az egyéb aminosavakkal szemben.

David Johnsonnek és Lei Wangnak – a kaliforniai La Jollában dolgozó kutatóknak – először sikerült kimutatniuk, hogy ez a vonzódás élő szervezetekben is létezik. Úgy döntöttek, hogy a riboszómákban (az aminosavakból fehérjéket összeállító sejtgépezet kulcsfontosságú alkotórészében) keresnek erre bizonyítékot. Miután a riboszómák RNS- és aminosavláncokból állnak, ha valóban létezik ez a vonzódás a két molekulatípus között, akkor az várhatóan kimutatható ezekben a sejtszervecskékben.

Amikor megvizsgálták az aminosavak riboszómán belüli elhelyezkedését, azt találták, hogy a 20 standard aminosavból 11 sokkal nagyobb valószínűséggel tartózkodott a genetikai kód szerint „megfelelő” triplet közelében. Tehát, nem csupán kémiai jelenségről van szó, az affinitás biológiai közegben is kimutatható.Mivel pedig a riboszómák evolúciós szempontból ősi szerkezetek, az affinitás jelensége igen régi időkbe nyúlik vissza. Ez viszont Yarus azon elképzelését támasztja alá, hogy viszonylag egyszerű kémiai kölcsönhatások tették lehetővé az univerzális genetikai kód kialakulását Lucában.

Ezek az eredmények Idával kapcsolatban is elgondolkodtatták a kutatót. Bár a genetikai kód központi jelentőségű a ma ismert élet szempontjából, semmi okunk azt gondolni, hogy más önreplikálódó, azaz önmagukat létrehozni képes életformáknak is ezt kell alkalmazniuk. Azonban, miután Ida hozta létre az RNS-alapú Lucát, logikus azt feltételezni, hogy Ida is RNS-ből vagy valami nagyon hasonló vegyületből állt. Ez azonban felveti azt a kérdést, hogy a hosszú nukleotidláncokból felépülő RNS vajon hogyan hozta létre önmagát.

A nukleotidok ritkán képeznek láncokat katalizátor segítsége nélkül. Élő sejtekben ezek a katalizátorok mindig fehérjék, azonban az első fehérjék Lucában jelentek meg, tehát Ida idejében még nem léteztek. Hiányzik tehát egy RNS-hez hasonló anyag, ami viszont elég egyszerű ahhoz, hogy katalizátor nélkül épüljön össze. Yarus szerint a megoldás a kofaktoroknak nevezett, kis molekulájú enzimek között keresendő, mert ezek a molekulák segítik az RNS és a DNS munkáját. Tökéletesen univerzálisak a mai élőlényekben, éppen ezért nagyon régiek. Miután nukleotidokból állnak, elképzelhető, hogy ezek kezdték összeállítani az RNS-láncokat.

Az első RNS-lánc kialakítását elősegítő katalizátor a hiányzó láncszem a korai evolúcióban, állítja Nick Lane angol kutató, aki úgy véli, létezhet a kofaktoroknál egyszerűbb magyarázat is az első RNS-lánc megjelenésére.

Ezt a magyarázatot pedig az Ernesto Di Mauro vezette olasz kutatócsoport találta meg. Kísérleteikben kimutatták, hogy a gyűrűs nukleotidok, melyek az RNS-t felépítő nukleotidok kémiai variánsai, spontán módon egymáshoz kapcsolódnak, és működőképes RNS-láncokat hoznak létre. Ha tehát léteztek gyűrűs nukleotidok az ősi vizekben, nem volt szükség katalizátorra, állítja Lane. Amikor együtt voltak a megfelelő alkotórészek, az első önreplikálódó életforma nagy mennyiségben előállíthatta saját magát. Márpedig a gyűrűs nukleotidok előfordulási valószínűsége ebben az ősi környezetben ugyanakkora lehetett, mint bármely más nukleotidé.

Lane szerint ezek a reakciók minden valószínűség szerint az óceánok mélyén fellelhető forró vizű fekete füstölők közelében mehettek végbe. Ilyen környezetben valószínűleg aminosavak és nukleotidok széles választéka jöhetett létre a kémia törvényeinek megfelelően (erre még nincs tudományos bizonyíték). A helyi áramlatok, pedig a molekulákat egymáshoz terelhették, és ezzel még nagyobb valószínűséggel valósulhatott meg az önreplikálódó RNS-láncok létrejötte és aminosavakhoz való kapcsolódása.

Márpedig, ha ez egyszer bekövetkezett – állítja Yarus – az élet kialakulása majdnem elkerülhetetlenné vált, és teljes lendülettel megkezdődhetett a darwini játék.

A témával kapcsolatos tudományos cikkekről a New Scientist magazin április végi száma adott átfogó ismertetőt.