这个东西是什么?它什么时候第一次蠕动?这些问题自从我们能够问“我是什么”以来就一直困扰着人类。
现在,一项新的研究找到了一些答案——生命出现得异常早。
通过研究生物基因组,科学家确定,最后的共同祖先(LUCA),即当今地球上所有生命的第一个生物,早在42亿年前就出现了。
具体来说,地球约有 45 亿年的历史,这意味着当生命首次出现时,地球才刚刚诞生。
英国布里斯托尔大学的进化生物学家桑德拉·阿尔瓦雷斯-卡雷特罗说:“我们没想到 LUCA 会这么古老,它只比地球晚了几亿年。不过,我们的研究结果符合现代人对早期地球宜居性的认识。”
地球刚形成时与现在完全不同,大气层的毒性非常大。目前生命所需的氧气直到地球进化史的后期才出现,大约 30 亿年前。
但生命在此之前就已经出现了;我们有可追溯到 34.8 亿年前的微生物化石。科学家认为,地球的环境可能在 43 亿年前就已经足够稳定,足以支持生命。
但我们的星球受到了侵蚀、地质和有机过程的影响,使得当时生命的证据几乎不可能找到。
因此,由布里斯托大学的系统发育学家埃德蒙·穆迪 ( Moody) 领导的一个科学家团队在其他领域寻找答案:在生物基因组和化石记录中。
他们的工作基于一种叫做分子钟的东西。基本上,我们可以估算突变发生的速度,并计算突变的数量,以确定生物体从共同祖先分化以来已经过了多长时间。

所有生物,从最不起眼的微生物到最强大的真菌,都有一些共同点。它们都有一套通用的遗传密码。我们制造蛋白质的方式也是一样的。有一套几乎通用的 20 种氨基酸,它们都以相同的方式排列。所有生物体都使用三磷酸腺苷 (ATP) 作为细胞内的能量来源。
根据这些相似点和不同点,穆迪和他的同事计算出了 LUCA 的继任者何时开始分化。并且,通过使用复杂的进化模型,他们能够更多地了解 LUCA 本身——它是什么,以及它如何在一个对后代极为不适宜居住的星球上生存下来。
他们发现,LUCA 可能与原核生物(没有细胞核的单细胞生物)非常相似。它显然不依赖氧气,因为当时氧气很少;这对于微生物来说并不意外。因此,它的代谢过程很可能会产生乙酸。

但有趣的是,LUCA 似乎并不孤单。
布里斯托大学基因组学家大卫·皮萨尼 (David ) 说:“我们的研究表明,LUCA 是一种复杂的生物,与现代原核生物没有太大区别。”
“但真正有趣的是,它显然具有早期的免疫系统,这表明早在 42 亿年前我们的祖先就已经与病毒展开了军备竞赛。”

由于其代谢过程产生的废物可以被其他生命形式利用,因此它们可能在 LUCA 之后不久就出现了。
这意味着在一个行星的进化历史中,一个完整的生态系统需要相对较短的时间才能出现——这一发现的意义远远超出了我们自己的小蓝点。
布里斯托大学的古生物学家菲利普·多诺霍解释道:“我们的工作汇集了多个学科的数据和方法,以揭示有关早期地球和生命的见解,而这些见解是任何一个学科单独无法获得的。”
“它还展示了早期地球上生态系统的建立速度。这表明在宇宙的其他地方,生命可以在类似地球的生物圈中繁荣发展。”
该研究发表在《自然生态与进化》杂志上。
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