【华e生活】据Popular Mechanics报道,地球上的生命必须从某个地方开始,科学家认为这个“地方”就是 LUCA,即最后的共同祖先。正如它的名字一样,这种类似原核生物的生物代表了所有生物的祖先,从最小的细菌到最大的蓝鲸。
虽然寒武纪生命大爆发在大约 5.3 亿年前大规模启动了复杂生命,但地球上生命的真实时间线要长得多。多年来,科学家估计 LUCA可能在大约 40 亿年前出现,这距离地球形成仅 6 亿年。但一个国际科学家团队的一项新研究将这一时间线进一步前移到大约 42 亿年前,同时还发现了一些关于 LUCA 生命可能是什么样子的有趣细节。这项研究的结果发表在《自然生态与进化》杂志上。
论文内容如下:
“所有现存细胞生命的共同祖先都体现在通用遗传密码、蛋白质合成机制、几乎通用的 20 种氨基酸的共同手性以及使用 ATP 作为共同能量货币。因此,我们对 LUCA 的理解影响了我们对地球生命早期进化的理解。LUCA 是简单还是复杂的生物?它生活在什么样的环境中,什么时候出现的?”
为了确定 LUCA 出现在地球上的确切时间,科学家们不得不进行逆向分析。首先,研究小组比较了现存物种的基因,并计算了自与 LUCA 拥有共同祖先以来发生的突变。利用基于物种分离时间的遗传方程,研究小组计算出 LUCA 一定早在诞生后 4 亿年就在地球上活动,这使得这种生物处于被称为冥古代的地狱般的地质噩梦之中。
这项研究的主要作者、布里斯托大学的埃德蒙·穆迪 (Edmund Moody)在一份新闻声明中表示:“基因的进化史因其在不同谱系之间的交换而变得复杂。我们必须使用复杂的进化模型来协调基因的进化史和物种的谱系。”
研究小组并不满足于仅仅了解它的年龄,他们更进一步追溯了现存物种的生理特征,以了解 42 亿年前 LUCA 的状况——结果给出了一些令人惊讶的答案。科学家估计,虽然 LUCA 是一种简单的原核生物,但它很可能有免疫系统,这意味着它已经在抵抗原始病毒了。
“很明显,LUCA 正在开发和改变其环境,但它不太可能独自生活。”埃克塞特大学的 Tim Lenton(该研究的共同作者)在一份新闻声明中说道,“它的排泄物可能是其他微生物(如产甲烷菌)的食物,这些微生物有助于形成一个循环生态系统。”
虽然 LUCA 是我们所知的最古老的共同祖先,但科学家仍然不了解生命如何从起源进化到 LUCA 所属的早期群落。进一步的研究需要深入探究这一原始历史,并揭示你、我和其他所有生物究竟是如何诞生的。