right|thumb|275px|Un cladograma que enlaza todos los grupos importantes de organismos vivos al ancestro universal.
El último antepasado común universal, conocido por sus siglas en inglés LUCA (last universal common ancestor), es el antepasado común más reciente de todo el conjunto de organismos vivos actuales y probablemente también de todos los conocidos como fósiles, aunque no se puede descartar teóricamente que se identifiquen restos de otros seres vivos de la misma o mayor antigüedad que él. Los fósiles más antiguos de seres vivos son los microfósiles de Canadá, con una antigüedad de 3770Ma. Según relojes moleculares, las arqueas y bacterias divergieron a finales del eón Hádico,Qiyun Zhu, Uyen Mai, Rob Knight. (2019). Phylogenomics of 10,575 genomes reveals evolutionary proximity between domains Bacteria and Archaea. Nature.Battistuzzi F, Feijao A, Hedges S. A genomic timescale of prokaryote evolution: insights into the origin of methanogenesis, phototrophy, and the colonization of land. BMC.Fabia U. Battistuzzi & S. Blair Hedges 2008. A Major Clade of Prokaryotes with Ancient Adaptations to Life on Land. Oxford Academic. lo que implica que LUCA tuvo que haber vivido en este eón aproximadamente hace 4200 millones de años según estimaciones de 2024.
También se le denomina último antepasado universal (LUA, last universal ancestor) y último ancestro común (LCA, last common ancestor) o simplemente ancestro universal.
El primer antepasado común universal (FUCA) es un antepasado acelular hipotético de LUCA, los virus y otros linajes precelulares ahora extintos que habría sido la primera entidad biológica con un código genético para traducir proteínas.
Otros conceptos del término El concepto de último antepasado común universal se ha postulado que sea aplicado, también, no solo a las especies de organismos, sino a los sistemas componentes de estos organismos, e incluso a sus órganos o aparatos. El neurobiólogo argentino Mario Crocco postuló el uso del término en este contexto al señalar, en la década de 1960, que el sistema bioeléctrico para el control (no para la coordinación) de la natación de los protozoos predadores por medio de las cilias, control que les permite seguir a las presas y situarse respecto a ellas para ingerirlas, es el último antepasado común universal del sistema nervioso de los animales multicelulares, significando con ello que, independientemente de que las morfologías o formas iniciales de sistemas nerviosos hubieran aparecido evolutivamente en distintas ocasiones en varios filos animales, conservaron todas las variaciones de electropotencial que, solo en algunos taxones, se aprovecharon para ciertas funciones nerviosas superiores. Y, asimismo, aunque con menor precisión, cabe similarmente expresar que los arcos branquiales constituyen el último antepasado común universal del aparato hioideo o del órgano denominado trompa de Eustaquio.
La primera hipótesis Esta hipótesis surge en 1859, cuando Charles Darwin publicó El origen de las especies, sosteniendo que habría habido solo un progenitor para todas las formas de vida. Afirmó, en suma: «(...) Por lo tanto, debo inferir por analogía que probablemente todos los seres orgánicos que han vivido en esta tierra han descendido de alguna forma primordial, en la que la vida fue inspirada por primera vez».Darwin, Charles. On the Origin of Species. London: John Murray, Albermarle Street. 1859. Pg. 484 and 490. Así pues, la idea del ancestro común es un principio fundamental de la teoría evolutiva.
El hecho de que debió existir un solo ancestro universal se hizo patente por primera vez en los años 1960, cuando el código genético fue descifrado y se encontró que era universal. El hecho de que el código genético sea universal para todas las formas de vida nos indica que todas ellas están relacionadas.
Más recientemente, al construir cladogramas globales basados en la distancia genética entre las células actuales más divergentes, se interpretó que hubo divisiones muy tempranas, como la de las arqueas, de las que principalmente se conocen formas extremófilas (altamente resistentes a condiciones ambientales extremas de gran salinidad, temperatura o acidez). Esto llevó a suponer que LUCA evolucionó en ambientes como las fumarolas negras de las dorsales medioceánicas, donde tales condiciones extremas continúan hoy en día.
Luego, se ha encontrado, basándose en la evidencia fósil, que los organismos eucariotas se originaron posteriormente y que este origen se produjo, según las teorías más actuales, por simbiogénesis entre una bacteria y una arquea, por lo que LUCA estaría relacionado con la temprana divergencia entre arqueas y bacterias.
Carl Woese propuso que nuestra herencia genética pre-LUCA deriva de una comunidad de organismos, más que de un individuo,The universal ancestor (en inglés) a la que ha llamado progenote; en esa fase, el genoma debía presentar una gran variabilidad, a diferencia de lo que ocurre en los organismos actuales, cuyo genoma está definido con mucha precisión. Sin embargo, los modelos estadísticos revelan que es mucho más probable que la vida haya surgido de un solo ancestro común en lugar de varias fuentes, aun tomando en cuenta la transferencia horizontal de genes: un modelo con un único ancestro común, pero permitiendo cierto intercambio de genes entre especies, resulta 103489 veces más probable que el mejor modelo de múltiples ancestros.by Tina Hesman Saey, May 14, 2010 03:00 AM ET All Modern Life on Earth Derived from Common Ancestor Science News. Discovery.com
Concepciones erróneas del término
LUCA no significa: El primer organismo vivo que existió. El organismo actual más próximo en sus características al antepasado común. Que solo existía este organismo al principio.
Características generales
Hay características que son comunes a todos los seres vivos, ya que todos poseemos el mismo código genético y esto a su vez demuestra un origen común. Estas características debieron ser parte del ancestro universal y son las siguientes: Capacidad de reproducción dada por la réplica de la información genética contenida en el ADN (ácido desoxirribonucleico), el cual va agrupado en genes y se compone de cuatro bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina y timina. Varios tipos de ARN (ácido ribonucleico) como el ribosomal, el mensajero y el de transferencia, compuestos por las bases nitrogenadas adenina, guanina, citosina y uracilo. Desde el ADN se expresa el código genético con el ARN como intermediario para la producción de proteínas mediante los procesos de transcripción y traducción. Las proteínas están formadas por los llamados 21 aminoácidos naturales. los cuales son codificados en el genoma: alanina, arginina, asparagina, aspartato, cisteína, fenilalanina, glicina, glutamato, glutamina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, prolina, serina, tirosina, treonina, triptófano, valina y el último en ser descubierto en los tres dominios, la selenocisteína. Todos estos aminoácidos son alfa-levógiros. Presencia de cientos de enzimas, como las que actúan sobre el ADN para su replicación (polimerasas), control (topoisomerasas) y reparación (ligasas), además de enzimas que actúan sobre el ARN, o las que catalizan las reacciones bioquímicas del metabolismo y otras. Uso del nucleótido ATP (adenosina trifosfato), forma básica para la transferencia de la energía celular. Estructura celular simple (procariota), lo que implica que debió ser un microorganismo unicelular, con un citoplasma de agua conteniendo elementos solubles como el nucleoide (ADN) y ribosomas (70S); rodeando al citoplasma una membrana celular compuesta de una bicapa lipídica; reproducción por fisión binaria y capacidad de conjugación genética. Dentro de la célula, la concentración de sodio fue menor que en el exterior, mientras que la de potasio fue mayor. Este gradiente se mantuvo por acción de los canales iónicos de las proteínas transmembranales. Metabolismo anaerobio, sin ciclo de Krebs. Se ha postulado que habría sido autótrofo, termófilo, de un hábitat hidrotermal rico en fierro, con fijación de CO2 y con una probable ruta de Wood-Ljungdahl dependiente de H2.Weiss, M., Sousa, F., Mrnjavac, N. et al. The physiology and habitat of the last universal common ancestor. Nat Microbiol 1, 16116 (2016). Se cree que habría poseído la vía del mevalonato para la biosíntesis de isoprenoides, debido a que es común en arqueas y en bacterias primitivas.Cindy J. Castelle & Jillian F. Banfield 2018, Major New Microbial Groups Expand Diversity and Alter our Understanding of the Tree of Life. Perspective, Vol. 172, Issue 6, P1181-1197, 2018, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.016
Teorías evolutivas Es muy difícil conocer las características que pudo haber tenido un organismo que existió en tiempos tan remotos, si acaso no es una tarea virtualmente imposible, especialmente porque la transferencia horizontal de genes produce importantes perturbaciones al momento de comparar los diversos árboles filogenéticos. Hay acumulación de mutaciones a lo largo de miles de millones de años, además de eso los genes se pierden, se ganan o se intercambian; de tal manera que imaginar la estructura celular, pared, bioquímica, metabolismo y respiración de LUCA, puede resultar muy especulativo.
A pesar de esto, algunos biólogos evolutivos han presentado propuestas sobre la evolución del árbol de la vida y han teorizado sobre las particularidades del último ancestro universal. Algunas hipótesis son:
Hipótesis del ancestro hipertermófilo quimiosintético Ya en 1871, el naturalista Darwin en una carta dirigida al botánico Hooker, sugirió que la vida habría empezado en un tibio charco de agua.Darwin proved right on origin of life on Earth. The Telegraph, ene 2014. Actualmente (2018), se considera que la hipótesis del ancestro termófilo es la más atractiva.Sleep NH 2018, Geological and Geochemical Constraints on the Origin and Evolution of Life. Astrobiology. 2018 Sep;18(9):1199-1219. doi: 10.1089/ast.2017.1778. Epub 2018 Aug 20. Hay dos hipótesis que sustentan la posibilidad de un ancestro termófilo:
thumb|225px|right|Procariontes ancestrales termófilos y quimiosintéticos parecidos a arqueas pudieron habitar en las fumarolas negras que abundaron en tiempos arcaicos.
1.- Según Oparin y Haldane, quienes desarrollaron la teoría quimiosintética en 1924,Oparin, A. I. El origen de la vida. El Editor Trabajador de Moscú, 1924 (en ruso) el origen de la vida se relaciona con el caldo primigenio y la atmósfera reductora en tiempos arcaicos, catalizado por la energía solar, energía eléctrica de las tormentas y calor volcánico. Luego en 1952, el experimento de Miller y Urey respalda este modelo al lograr sintetizar compuestos orgánicos, incluso aminoácidos, al simular una atmósfera de metano, amoníaco, hidrógeno, dióxido de carbono y nitrógeno, con agua a alta temperatura. Estas hipótesis han perdido fuerza debido a que actualmente se considera que la atmósfera primigenia se componía de dióxido de carbono, nitrógeno y vapor de agua, con los cuales no se pueden sintetizar aminoácidos.Dr. Fazale Rana 2013. Origin-of-Life Experiment: Going from Bad to Worse Reasons to Believe