共通の祖先

既知のすべての生命形態は、同じ基本的な生化学的組織に基づいています。DNA にコード化された遺伝情報は、タンパク質および RNA 酵素の作用により RNA に転写され、その後、 ATP 、 NADPH などをエネルギー源として、(非常に類似した)リボソームによってタンパク質に翻訳されます。シトクロム cなどの広く共有されている物質の小さな配列の違いの分析は、普遍的な共通祖先をさらに裏付けています。^{[ 23 ]}約 23 種類のタンパク質がすべての生物に見られ、 DNA 複製などのコア機能を実行する酵素として機能します。このような酵素のセットが 1 つしか存在しないという事実は、単一の祖先の存在の説得力のある証拠です。^{[ 3 ] [ 24 ]}すべての生きている動物に共通する6,331 個の遺伝子が特定されています。これらは、6 億5000 万年前の先カンブリア時代に生息していた単一の共通祖先から生じた可能性があります。^{[ 10 ] [ 11 ]}

遺伝暗号（DNA情報がアミノ酸、ひいてはタンパク質に翻訳される「翻訳表」）は、細菌や古細菌から動物や植物に至るまで、既知のすべての生命体でほぼ同一である。この暗号の普遍性は、生物学者によって一般的に、普遍的共通祖先説を支持する決定的な証拠とみなされている。^{[ 23 ]}

コドン（DNAトリプレット）がアミノ酸にマッピングされる方法は、高度に最適化されているように思われる。リチャード・イーゲルは、特に疎水性（非極性）側鎖がよく組織化されていると主張し、これらによって初期の生物が、エネルギー伝達に不可欠な電子交換（酸化還元）反応を支えることができる撥水性領域を持つペプチドを作り出すことができたと示唆している。^{[ 25 ]}

適応的な関連性を持たない類似性は収斂進化では説明できず、したがって普遍的な共通祖先説を強く支持する根拠となる。このような証拠は、アミノ酸配列とDNA配列という2つの分野から得られている。同じ三次元構造を持つタンパク質は、必ずしも同一のアミノ酸配列を持つ必要はない。配列間の無関係な類似性は、共通祖先説の証拠となる。場合によっては、同じアミノ酸を冗長にコードするコドン（DNAトリプレット）が複数存在する。多くの種が、複数のコドンで表すことができるアミノ酸を指定するために同じ場所で同じコドンを使用していることから、これはそれらが最近の共通祖先を共有している証拠となる。アミノ酸配列が異なる祖先から来ていたとすれば、冗長なコドンのいずれかによってコードされていたはずであり、正しいアミノ酸は既に存在していたため、どれだけの時間があったとしても、自然選択によってコドンが変化することはなかっただろう。遺伝的浮動によってコドンが変化する可能性はあるが、複数の系統にわたって配列全体の冗長なコドンがすべて完全に一致することは極めて考えにくい。同様に、共有ヌクレオチド配列、特にイントロンや偽遺伝子の位置など、一見中立的な配列は、共通の祖先を持つという強い証拠となる。^{[ 26 ]}

生物学者は、細胞生命の多くの側面の普遍性を、上記のより説得力のある証拠を裏付ける証拠としてしばしば指摘する。これらの類似点には、エネルギーキャリアであるアデノシン三リン酸（ATP）や、タンパク質に含まれるすべてのアミノ酸が左巻きであるという事実が含まれる。しかし、これらの類似点は、普遍的な共通祖先によるものではなく、物理学と化学の法則によって生じた可能性があり、その結果、収斂進化が生じた可能性がある。対照的に、膜貫通型ATPaseの中心サブユニットの相同性、特に回転要素が膜にどのように結合しているかについては、すべての生物にわたって証拠がある。これは、LUCAが細胞生物であるという仮定を支持するが、原始膜は半透性であり、後に現代の細菌の膜に進化し、また別の経路で現代の古細菌の膜にも進化した可能性がある。^{[ 27 ]}

もう1つの重要な証拠は、すべての現存種の提案された区分と共通祖先をマッピングした詳細な系統樹（つまり、種の「系譜樹」）から得られるものです。2010年に、ダグラス・L・セオボルドは、入手可能な遺伝子データの統計分析を発表し^{[ 3 ]} 、それらを系統樹にマッピングすることで、「正式なテストによって生命の統一性を強く定量的に支持する」結果を得ました^{[ 4 ] 。}

従来、これらの系統樹は、外観や発生学などの形態学的方法を用いて構築されてきた。近年では、遺伝子配列とタンパク質配列の類似点と相違点に基づいて、分子データを用いてこれらの系統樹を構築することが可能になった。ほとんどの遺伝的変異は外部形態に影響を与えないにもかかわらず、これらの方法はすべて本質的に類似した結果をもたらす。異なる種類の情報に基づく系統樹が互いに一致することは、真の共通祖先の存在を示す強力な証拠である。^{[ 28 ]}

テオバルドは、初期進化の過程で相当量の水平遺伝子伝達が起こった可能性があると指摘した。今日の細菌は、遠縁の系統間で遺伝子交換を行う能力を保持している。これは、ゲノムの類似性が共通祖先を意味するという系統解析の基本的仮定を弱める。なぜなら、十分な遺伝子交換があれば、系統は共通の祖先（単系統性）を共有しているかどうかにかかわらず、ゲノムの大部分を共有できるからである。このことから、生命の単一祖先について疑問が生じている。^{[ 3 ]}しかし、生物学者は、全く無関係な原始生物が遺伝子を交換した可能性は非常に低いと考えている。なぜなら、それらの異なるコーディング機構は、機能するシステムではなく、ただの混乱を招く結果となるからである。しかし、その後、単一の祖先から派生した多くの生物は、すべて同じように機能する遺伝子を容易に共有できたはずであり、実際にそうであったようだ。^{[ 3 ]}

初期の生物が同じ環境条件によって類似した生化学的進化を収斂的に起こすよう促されていたとしたら、それらは独立して類似した遺伝子配列を獲得していたかもしれない。したがって、テオバルドの「形式的テスト」は、収斂を考慮していないとして、米澤貴弘ら^{[ 29 ]}によって批判された。彼らは、テオバルドのテストは競合する仮説を区別するには不十分であると主張した。テオバルドはこの主張に対して、自身のテストは系統発生構造と単なる配列類似性を区別すると主張して、自身の方法を擁護した。したがって、テオバルドは、彼の結果は「真に普遍的に保存されているタンパク質は相同である」ことを示していると主張した。^{[ 30 ] [ 31 ]}

前述のように、すべての生物はDNAゲノムを持つ単一の原始的な単細胞生物から派生した可能性があり、これは生命の起源が一つであることを示唆している。このような普遍的な共通祖先が存在したとしても、そのような複雑な実体が非生命から自然発生的に生じたとは考えにくく、したがってDNAゲノムを持つ細胞を生命の起源とみなすのは妥当ではない。生命の起源を理解するために、DNAを基盤とする細胞生命は、自然選択を受けることができる比較的単純な前細胞的な自己複製RNA分子から派生したと提唱されている。進化の過程で、このRNAワールドはDNAワールドの進化的な出現によって置き換えられた。独立して自己複製するRNAゲノムの世界はもはや存在しない（RNAウイルスはDNAゲノムを持つ宿主細胞に依存している）。RNAワールドが消滅したように見えるため、すべての生命が派生した単一の生命の起源イベントがあったかどうかという問題に、科学的証拠をどのように適用できるかは明らかではない。