所有已知的生命的祖先是一个微生物,吃氢从深海火山

40亿年前地球是一个非常不同的地方。其空气缺乏氧气,其表面被太空岩石,其海水有时煮。尽管如此,它已经是你的祖先,谁住在海底火山。

一项新的研究表明,那些早期的地球人是最后共同的普遍的祖先生活在地球上,一个崇高的标题缩写为卢卡。

科学家们一直在思考卢卡很长一段时间,希望其身份可能提供线索,地球上的生命如何开始的。这个神秘的生物产生这三个“域”我们今天知道的生活——古生菌,细菌和真核生物,所以它的后代包括从大肠杆菌大象。

现在,由于一些基因侦查深处,来自德国的一个研究小组已经拼凑出一个非常详细的卢卡的生活可能是什么样的照片。本周发表在《自然》杂志上的微生物他们的研究表明,卢卡是单细胞,嗜热,hydrogen-eating微生物生活在没有氧气,需要某些种类的金属才能生存。

热液喷口附近生活

基于这些和其他特征,科学家称卢卡最有可能住在深海热液喷口,裂缝在地球表面(包括海底)释放地热加热水,通常在火山附近。这种生活是未知的,直到1977年,当科学家们惊奇的发现不同的阵列热液喷口周围的奇怪生物欣欣向荣的加拉帕戈斯群岛。而不是从阳光获得能量,这些黑暗生态系统依赖于化学过程引发的海水从海底火山岩浆相互作用。

以来我们已经学到了很多关于深海热液喷口的生态系统,从怪异的管虫,硬着头皮化学合成的古菌和细菌在食物链的基础。天文学家甚至怀疑类似的通风口存在于其他世界,像木星的卫星欧罗巴,提高他们可能孕育生命的可能性。

还在地球上,一些科学家推测,早期生活进化在海底热液喷口。这仍然是争论,然而,许多专家认为条件无生源说更有利的土地上。新的研究可能无法解决,辩论,但它确实提供了生活在40亿年前,微小的生物,我们都欠我们的存在。

如何寻找卢卡

先前的研究已经阐明卢卡,罗伯特·服务记录在《科学》杂志上:现代细胞,像卢卡建造蛋白质,基因数据存储在DNA和使用分子被称为三磷酸腺苷(ATP)来存储能量。

然而我们的形象卢卡仍然模糊,部分原因是微生物不仅可以将基因传递给后代;他们也分享与其他微生物的基因,这一过程称为水平基因转移。所以当两个现代微生物都有某些基因,科学家很难知道如果真的指向一个共同的祖先。

困难,但并非不可能。由威廉·马丁,进化生物学家海因里希海涅大学在杜塞尔多夫,德国,这项新研究略有不同的策略试图找出哪些基因遗传。而不是狩猎基因由一个细菌和一个archaeon共享,该研究的作者寻找基因共享的两种。了610万个蛋白编码基因,落入286000多基因家族。其中,只有355足够广泛分布在现代生活建议他们卢卡的遗物。

“因为这些蛋白质不普遍分布,”研究人员补充,“他们可以阐明卢卡的生理机能。”Namely, these protein-coding genes reveal LUCA was an极端微生物或有机体在极端环境下生长的。beplay体育官网电脑厌氧和高温——这意味着它居住一个氧栖息地,很热,美联储在氢气。它还使用一些称为“Wood-Ljungdahl通路”,可以让一些现代微生物将二氧化碳转化为有机化合物和使用氢气作为电子供体。

马丁和他的合著者识别两个现代微生物与生活方式像卢卡:梭状芽胞杆菌,厌氧细菌,和产甲烷菌,一群hydrogen-eating,产甲烷古菌。他们可能会给我们的生活不仅仅暗示卢卡说,研究人员说,但可能更早的祖先。

“数据支持自养生命起源的理论涉及Wood-Ljungdahl通路在水热环境中,”他们写道,指原始卢卡的生物学方面,可能在生活的兴起表明早期的作用。

这一结论不太被广泛接受,尼古拉斯·韦德在《纽约时报》报道,因为其他生物学家认为生活可能开始在较浅的地表水,或它可能出现在其他地方被降级之前到深海。

我们可能永远不会知道如何或生命的开始,但问题太引人注目了,我们停止了尝试。人类是天生好奇,顽强的,适合我们物种的特征。虽然我们非常不同于卢卡现在,正在进行的这个小祖先遗留表明坚韧运行在家庭。