令人咂舌的研究發(fā)現(xiàn)地球上的生命出現(xiàn)在 42 億年前

曾幾何時(shí)，地球是貧瘠的。不知何故，在我們星球歷史早期可用的化學(xué)物質(zhì)中，有些東西開始蠕動(dòng)——處理可用的物質(zhì)以生存、繁殖和茁壯成長(zhǎng)，一切都改變了。

那個(gè)東西是什么，當(dāng)它第一次蠕動(dòng)時(shí)，就一直是困擾人類的迫切問(wèn)題，可能只要我們能夠問(wèn)“我是什么？

現(xiàn)在，一項(xiàng)新的研究找到了一些答案——生命出人意料地早就出現(xiàn)了。

通過(guò)研究今天活著的生物體的基因組，科學(xué)家們已經(jīng)確定，最后一個(gè)普遍共同祖先（LUCA），即產(chǎn)生今天地球上所有生命的第一個(gè)生物體，早在42億年前就出現(xiàn)了。

就背景而言，地球大約有 45 億年的歷史。這意味著生命首次出現(xiàn)時(shí)，這顆行星實(shí)際上仍然是一個(gè)新生兒。

“我們沒(méi)想到LUCA會(huì)這么古老，在地球形成后的短短數(shù)億年內(nèi)，”進(jìn)化生物學(xué)家桑德拉·阿爾瓦雷斯-卡雷特羅（Sandra álvarez-Carretero）說(shuō)英國(guó)布里斯托大學(xué)。“然而，我們的結(jié)果符合現(xiàn)代人對(duì)早期地球宜居性的看法。

當(dāng)它還是新的時(shí)候，地球是一個(gè)非常不同的地方，我們的大氣層今天會(huì)發(fā)現(xiàn)非常有毒。氧氣，就目前生命似乎需要的量而言，直到在地球進(jìn)化史上相對(duì)較晚，但最早早在30億年前。

但生命在此之前就出現(xiàn)了;我們有34.8億年前的微生物化石.科學(xué)家們認(rèn)為，地球上的條件可能已經(jīng)足夠穩(wěn)定，足以支持生命從大約 43 億年前開始.

但是我們的星球受到侵蝕、地質(zhì)和有機(jī)過(guò)程的影響，這些過(guò)程使得從那時(shí)起幾乎不可能找到那種生命的證據(jù)。

因此，在布里斯托大學(xué)的系統(tǒng)發(fā)育學(xué)家埃德蒙·穆迪（Edmund Moody）的帶領(lǐng)下，一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開始尋找其他地方：來(lái)自生物體的基因組和化石記錄。

他們的研究基于一種叫做分子鐘的東西?；旧希覀兛梢怨烙?jì)突變發(fā)生的速率，并計(jì)算數(shù)量以確定自所討論的生物體與共同祖先分化以來(lái)已經(jīng)過(guò)去了多少時(shí)間。

所有生物體，從最不起眼的微生物到最強(qiáng)大的真菌，有一些共同點(diǎn)。有一個(gè)通用的遺傳密碼。我們制造蛋白質(zhì)的方式是一樣的。有一組幾乎通用的 20 種氨基酸，它們都以相同的方式取向。所有生物體都使用三磷酸腺苷（ATP）作為他們細(xì)胞中的能量來(lái)源.

根據(jù)這些相似性和差異性，穆迪和他的同事們計(jì)算出，自從LUCA的繼任者開始分化以來(lái)，已經(jīng)有多久了。而且，通過(guò)使用復(fù)雜的進(jìn)化模型，他們能夠更多地了解LUCA本身 - 它是什么，以及它是如何在一個(gè)對(duì)其后代來(lái)說(shuō)非常不適宜居住的地球上生存下來(lái)的。

他們發(fā)現(xiàn)，LUCA可能與原核生物，一種沒(méi)有細(xì)胞核的單細(xì)胞生物。顯然是這樣不依賴氧氣，因?yàn)榭捎玫难鯕夂苌?對(duì)于微生物來(lái)說(shuō)，這并不意外。因此，它的代謝過(guò)程可能生產(chǎn)醋酸纖維.

但是還有其他有趣的事情。盧卡似乎并不孤單。

“我們的研究表明，LUCA是一種復(fù)雜的生物體，與現(xiàn)代原核生物沒(méi)有太大區(qū)別。生理學(xué)家戴維·皮薩尼（Davide Pisani）說(shuō)布里斯托大學(xué)。

“但真正有趣的是，很明顯它擁有早期的免疫系統(tǒng)，這表明即使在42億年前，我們的祖先也在與病毒."

因?yàn)樗男玛惔x過(guò)程會(huì)產(chǎn)生可以被其他生命形式利用的廢物，所以它們可能在LUCA出現(xiàn)后不久就出現(xiàn)了。

這意味著，在一個(gè)星球的進(jìn)化歷史中，一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)只需要相對(duì)較短的時(shí)間——這一發(fā)現(xiàn)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們自己的小范圍淡藍(lán)色圓點(diǎn).

“我們的工作匯集了來(lái)自多個(gè)學(xué)科的數(shù)據(jù)和方法，揭示了對(duì)早期地球和生命的見(jiàn)解，這是任何一個(gè)學(xué)科都無(wú)法單獨(dú)實(shí)現(xiàn)的。古生物學(xué)家菲利普·多諾霍（Philip Donoghue）解釋說(shuō)布里斯托大學(xué)。

“它還表明，生態(tài)系統(tǒng)在早期地球上建立的速度有多快。這表明，在宇宙其他地方的類似地球的生物圈中，生命可能正在蓬勃發(fā)展。

該研究已發(fā)表在自然生態(tài)學(xué)與進(jìn)化.

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