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，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——處理可用的物質(zhì)以生存、繁殖和茁壯成長，一切都改變了。

那個東西是什么，當它第一次蠕動時，就一直是困擾人類的迫切問題，可能只要我們能夠問“我是什么？

現(xiàn)在，一項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，最后一個普遍共同祖先（LUCA），即產(chǎn)生今天地球上所有生命的第一個生物體，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，這顆行星實際上仍然是一個新生兒。

“我們沒想到LUCA會這么古老，在地球形成后的短短數(shù)億年內(nèi)，”進化生物學(xué)家桑德拉·阿爾瓦雷斯-卡雷特羅（Sandra álvarez-Carretero）說英國布里斯托大學(xué)?！叭欢?，我們的結(jié)果符合現(xiàn)代人對早期地球宜居性的看法。

當它還是新的時候，地球是一個非常不同的地方，我們的大氣層今天會發(fā)現(xiàn)非常有毒。氧氣，就目前生命似乎需要的量而言，直到在地球進化史上相對較晚，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)和有機過程的影響，這些過程使得從那時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，一個科學(xué)家團隊開始尋找其他地方：來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?，我們可以估計突變發(fā)生的速率，并計算數(shù)量以確定自所討論的生物體與共同祖先分化以來已經(jīng)過去了多少時間。

所有生物體，從最不起眼的微生物到最強大的真菌，有一些共同點。有一個通用的遺傳密碼。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）作為他們細胞中的能量來源.

根據(jù)這些相似性和差異性，穆迪和他的同事們計算出，自從LUCA的繼任者開始分化以來，已經(jīng)有多久了。而且，通過使用復(fù)雜的進化模型，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對其后代來說非常不適宜居住的地球上生存下來的。

他們發(fā)現(xiàn)，LUCA可能與原核生物，一種沒有細胞核的單細胞生物。顯然是這樣不依賴氧氣，因為可用的氧氣很少;對于微生物來說，這并不意外。因此，它的代謝過程可能生產(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)代原核生物沒有太大區(qū)別。生理學(xué)家戴維·皮薩尼（Davide Pisani）說布里斯托大學(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."

因為它的新陳代謝過程會產(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，在一個星球的進化歷史中，一個完整的生態(tài)系統(tǒng)只需要相對較短的時間——這一發(fā)現(xiàn)的影響遠遠超出了我們自己的小范圍淡藍色圓點.

“我們的工作匯集了來自多個學(xué)科的數(shù)據(jù)和方法，揭示了對早期地球和生命的見解，這是任何一個學(xué)科都無法單獨實現(xiàn)的。古生物學(xué)家菲利普·多諾霍（Philip Donoghue）解釋說布里斯托大學(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)與進化.

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