文 |无言
《自然》最新刊文直接炸了科学界的锅。
布里斯托大学牵头的多国团队研究发现,复杂生命的起源时间比咱们以前知道的早了近十亿年,而且还是在没氧气的远古海洋里诞生的。
这个结论让不少深耕生命演化的学者都得重新翻笔记,毕竟一直以来的认知被彻底刷新了。
基因时钟揪出29亿年起源真相
地球刚形成那会儿,整个星球就是块“不毛之地”。
45亿年前地球诞生,过了5亿年才有了细菌和古菌这类简单生命,它们在地球上演了好几亿年的“独角戏”。
而我们熟悉的动植物、真菌这些复杂生命,也就是真核生物,到底啥时候冒出来的,学界吵了几十年。
争议的核心其实很简单,没有过渡化石当证据。
大家只能靠推测,不同假说之间的时间差能达到十亿年,这在科学研究里可是个大鸿沟。
本来想靠传统方法缩小误差,但后来发现根本行不通,必须得换个思路。
布里斯托大学的团队算是找对了方向。
他们升级了“分子钟”技术,简单说就是靠基因里的突变规律推算演化时间。
团队收集了数百个物种的基因序列,再结合已有的化石记录,硬是画出了一棵带时间戳的“生命之树”。
这种跨多国、多物种的数据分析,工程量真的不小。
结果一出来就惊到所有人,真核生物的复杂结构在29亿年前就开始形成了。
要知道以前不少研究都认为是18到20亿年前,这一下提前了近十亿年。
更关键的是,细胞核这些复杂结构,居然比线粒体出现得还早。
如此看来,复杂生命不是突然“爆发”的,而是慢慢攒出来的本事。
CALM模型推翻氧气必需论
基于这些发现,研究团队提出了个叫“CALM”的新模型。
翻译过来就是“复杂古菌、晚期线粒体”,核心意思是真核生物的祖先在没获得线粒体之前,就已经挺复杂了。
线粒体这东西,更像是后来锦上添花的“装备”,不是一开始就必备的。
这个模型最颠覆的地方,在于它和氧气的关系。
以前我们都觉得,高级生命肯定离不开氧气,就像人离不开空气一样。
但这次研究明确显示,真核生物的复杂特征,在地球大气有足够氧气之前近十亿年就开始演化了。
它们的“摇篮”,是几乎完全缺氧的远古海洋。
这个结论真的打破了认知惯性。
无氧环境里居然能孕育复杂生命,那以前对地球早期生态的理解是不是太片面了?研究还发现,线粒体出现的时间,刚好和地球大气氧气第一次增多差不多。
这就把生物演化和地球的化学变化绑在了一起,两者相互影响,挺有意思的。
更关键的是,真核生物的共同祖先其实是厌氧生物,根本受不了氧气。
这也能解释为啥有些古老的真核生物至今还喜欢待在无氧环境里。
很显然,“氧气是高级生命前提”的说法,这次是站不住脚了。
跨学科研究打开新探索大门
这次研究能有这么大的突破,靠的不是单一学科的发力。
古生物学提供了时间参考,系统发育学搭建了演化框架,分子生物学解读了基因功能。
三个领域联手,才把这个亿万年的谜题解开。
多学科协作现在真是科学突破的关键,单一领域的局限太难打破了。
而且这个发现还得到了其他研究的印证。
华东师大的团队之前也在《自然》发表过研究,推算真核生物起源大概在27.2亿年前,和这次的29亿年很接近。
不同团队用不同方法得出相似结论,这就让结果更有说服力了。
除了修正地球生命演化史,这个发现还能指导地外生命探索。
以前找地外生命,总想着找有氧气的星球。
现在看来,那些无氧的星球,比如木卫二的冰下海洋,说不定也藏着生命的痕迹。
这一下就拓宽了探索的范围,想想还挺让人期待的。毫无疑问,这项研究不是终点。
随着基因测序技术越来越先进,还有更多远古环境的样本被发现,我们对真核生物组装过程的理解会更细致。而这些探索,最终都是为了回答那个终极问题:我们到底是从哪来的。
生命的演化充满了意外和惊喜,谁知道下一个颠覆认知的发现会不会很快出现呢?