地球曾是一片荒芜。一切都改变了,因为不知何故,在我们星球早期历史中可用的化学物质中,某种东西开始蠕动 - 利用可用的物质生存、繁衍、繁荣。
那东西是什么,它第一次蠕动是什么时候,这些一直困扰着人类的问题,大概自从我们能够问“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——生命的出现时间出奇地早。
通过研究现存生物的基因组,科学家确定最后的共同祖先(LUCA),即第一个孕育出地球上现存所有生命体的生物,早在42亿年前就出现了。
地球大约有 45 亿年的历史。这意味着生命在地球还是新生儿时就出现了。
“我们没有想到 LUCA 会如此古老,距地球形成仅数亿年,”进化生物学家桑德拉·阿尔瓦雷斯·卡雷特罗说英国布里斯托尔大学的研究人员表示:“然而,我们的研究结果符合现代人对早期地球宜居性的看法。”
地球诞生之初,与现在完全不同,大气层的毒性比现在的地球还要大。直到 18 世纪,地球才出现了氧气,而现在的生命似乎需要这种氧气。,最早出现于大约 30 亿年前。
但生命在此之前就已经出现了;我们已经科学家认为,地球上的环境可能足够稳定,足以维持生命大约 43 亿年前。
但我们的星球受到侵蚀、地质和有机过程的影响,几乎不可能找到那个时代生命的证据。
因此,在布里斯托大学的系统发育学家埃德蒙·穆迪的带领下,一个科学家团队开始在其他地方寻找答案:生物基因组和化石记录。
他们的研究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,以确定自所研究的生物从共同祖先分化以来已经过去了多长时间。
所有生物,从最微小的微生物到,有一些共同点。有一个通用的遗传密码。我们制造蛋白质的方式是一样的。有一组几乎通用的 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)。
根据这些相似点和不同点,穆迪和他的同事计算出 LUCA 的继任者开始分化的时间。并且,通过复杂的进化模型,他们能够更多地了解 LUCA 本身——它是什么,以及它如何在对其后代如此不适宜生存的地球上生存下来。
他们发现,LUCA 可能与原核生物,一种没有细胞核的单细胞生物。显然不依赖氧气,因为氧气很少;这对于微生物来说并不意外。因此,其代谢过程可能产生醋酸盐。
但还有一件有趣的事情。LUCA 似乎并不是唯一一个出现这种情况的人。
“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。”系统发育基因组学家 Davide Pisani 表示布里斯托大学。
“但真正有趣的是,它显然拥有早期的免疫系统,这表明即使在 42 亿年前,我们的祖先也在与“”。
因为它的代谢过程会产生可被其他生命形式利用的废物,所以它们可能在 LUCA 出现后不久就出现了。
这意味着在行星的进化史中,一个完整的生态系统的出现只需要相对较短的时间——这一发现的意义远远超出了我们人类的认知范围。。
“我们的工作汇集了多个学科的数据和方法,揭示了早期地球和生命的奥秘,而这些奥秘是任何一个学科都无法单独实现的。”古生物学家菲利普·多诺霍解释道布里斯托大学。
“它还证明了早期地球上生态系统的建立速度有多快。这表明生命可能在宇宙中其他地方类似地球的生物圈中蓬勃发展。”
该研究已发表于自然生态与进化。