Это очень важный момент: с самого начала LUСА применял солнечный свет в качестве источника энергии. Но у этого процесса была «темная сторона»: солнечное излучение производит поток свободных радикалов, и чем больше энергии, тем больше радикалов, способных разрушать матрицу ДНК. Каким-то образом LUCA нашел компромисс, при котором он получал достаточное количество энергии, не подвергая опасности свою ДНК. Здоровье первых клеток напрямую зависело от этого компромисса. Значит, первые клетки умели детектировать свободные радикалы и корректировать свое поведение в зависимости от того, было ли их слишком много или слишком мало. Как это делалось? Обнаружение свободных радикалов и реакция на них координируются с помощью белков, изменяющих функцию при окислении свободными радикалами. Представители всех трех доменов жизни имеют белки, реагирующие на окисление. В главе 10 мы упоминали гемоглобин, SoxRS, OxyR, NFκB, Nrf-2, АР-1 и Р53. Объем информации о белках такого рода продолжает расти. Окисление этих белков в современных клетках заставляет клетки корректировать свое состояние: они либо удаляются от источника свободных радикалов, либо включают антиоксидантную защиту и систему репарации.

Таким образом, свободные радикалы являются динамичными индикаторами энергетического и «общего» состояния клетки. Вероятно, они были одними из самых первых и важных индикаторов клеточного здоровья, поскольку являются единственным химическим мостиком между важнейшими признаками жизни — метаболизмом и воспроизведением. «Правильное» количество свободных радикалов указывает на «правильное» равновесие между энергией и репликацией (рис. 13). Это очень важно. Эволюция работает с уже имеющимся материалом, как испанские конкистадоры, которые возводили барочные храмы на прочных стенах города инков Куско. В биологических системах старые основания редко исчезают полностью.

 Рис. 13. Древнейшая связь между метаболизмом и воспроизведением. LUCA (последний общий предок всех организмов) мог получать энергию за счет энергии ультрафиолетового света, расщепляющего воду с образованием кислорода (и свободных радикалов в качестве промежуточных продуктов). LUCA умел связывать кислород с помощью гемоглобина и восстанавливать его с помощью цитохромоксидазы. Чем больше интенсивность ультрафиолетового излучения, тем больше образуется кислорода и, следовательно, больше энергии для воспроизведения. Однако свободные радикалы повреждают ДНК и снижают вероятность успешного воспроизведения. Таким образом, жизнеспособность первых клеток зависела от способности обнаруживать свободные радикалы и реагировать на них. Эта сенсорная система до сих пор лежит в основе более сложных механизмов защиты, таких как иммунитет