據(jù)《每日郵報(bào)》北京時(shí)間8月22日?qǐng)?bào)道,英國(guó)科學(xué)家聲稱,在一顆名為Theia的小型行星與地球相撞后,地球上出現(xiàn)了第一個(gè)生命。 圖:英國(guó)科學(xué)家認(rèn)為,在Theia行星與地球發(fā)生撞擊后,地球上首次出現(xiàn)生命 Theia對(duì)我們的星球進(jìn)行了“滅菌”,然后形成了月球。 這次巨大撞擊的副產(chǎn)品是地球上的第一個(gè)生命,科學(xué)家們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn),地球上首次出現(xiàn)生命的時(shí)間,比先前認(rèn)為的要早1億年。 研究人員回顧了當(dāng)前動(dòng)物的進(jìn)化歷史,目的是尋找“最后的普遍共同祖先”。 他們發(fā)現(xiàn)這種動(dòng)物是地球上每一種生物的祖先,并且可能存在于大約39億年前,當(dāng)時(shí)地球還處于遠(yuǎn)古階段。 布里斯托大學(xué)古生物學(xué)博士生霍利·貝茨(Holly Betts)撰文解釋了這項(xiàng)研究。 科學(xué)已經(jīng)能使我們?cè)谔罩新眯胁⒆粉櫿麄€(gè)宇宙的歷史,但它還沒有能夠準(zhǔn)確地回答生命何時(shí)出現(xiàn)在我們這個(gè)星球上,以及它們是如何出現(xiàn)的問題。 傳統(tǒng)上,科學(xué)家們使用化石記錄試圖回答這些問題。 然而,正如古生物學(xué)家們所知道的那樣,時(shí)間久遠(yuǎn)的化石越來(lái)越難以找到。 事實(shí)上,在我們研究的化石中,“年齡”超過25億年的并不多見。 原因就在于地球的巖石循環(huán)系統(tǒng),其中年代久遠(yuǎn)的巖石通過風(fēng)化過程被破壞,殘?jiān)M(jìn)入新形成的巖石中。 這導(dǎo)致我們能找到的任何化石,成分與最初狀態(tài)相比都發(fā)生了變化。 它們通常根本不含有任何生物“遺骸”。 即使是我們發(fā)現(xiàn)的稀有化石也經(jīng)常很難鑒定,而且無(wú)法輕易地與任何特定的現(xiàn)代生物群聯(lián)系起來(lái)。 在發(fā)表在《自然生態(tài)學(xué)與進(jìn)化論》上的論文中,我們決定嘗試以新方式構(gòu)建生命的時(shí)間尺度表。 這一方法利用我們掌握的目前生物體的大量遺傳數(shù)據(jù),并應(yīng)用了分子鐘——這是一種通過破譯基因數(shù)據(jù)了解過去生物體的方法。 圖:找到遠(yuǎn)古時(shí)代化石的難度越來(lái)越大 所有生命都繼承了上一代的遺傳信息,隨著進(jìn)化事件的發(fā)生,這種信息逐漸發(fā)生變化。 該方法的基礎(chǔ)是,兩種現(xiàn)存(活的)物種(例如人和細(xì)菌)的基因組差異,以與它們不再具有共同祖先的時(shí)間大致成比例的方式積累。 通過充當(dāng)共同祖先時(shí)代的粗略指南,化石仍然在這種方法中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,分子鐘被用來(lái)更新這些估計(jì)。 這一研究綜合了來(lái)自102個(gè)生物體的29個(gè)基因的分子數(shù)據(jù)(我們還使用了9塊化石進(jìn)行校準(zhǔn))。 這些生物體來(lái)自整個(gè)生命之樹——包括細(xì)菌,古生菌(單細(xì)胞微生物)和真核生物(多細(xì)胞生物,如植物和動(dòng)物)。 在過程中包含化石對(duì)于分析至關(guān)重要,因?yàn)樗鼈冇兄趯?shí)時(shí)聯(lián)系事件。 化石向我們表明,化石時(shí)代之前一定存在譜系。 這種方法對(duì)于最早期生命的重建是最重要的,因?yàn)槲覀冎挥泻苌俚幕牧峡晒┦褂谩?/p> 我們的研究成果——生命起源和進(jìn)化的時(shí)間尺度——確實(shí)存在相當(dāng)大的不確定性:每個(gè)節(jié)點(diǎn)的年代估計(jì),生命之樹上物種具有共同祖先的確切節(jié)點(diǎn)。 對(duì)于生命之樹上最古老的部分,以及我們掌握數(shù)據(jù)(化石或分子)最少的部分尤其如此。 然而,我們有希望解決這種不確定性,因?yàn)樗砻魑覀兊臅r(shí)間尺度并沒有通過顯示精確但錯(cuò)誤的年代而確立下來(lái)。 相反,這意味著隨著新的現(xiàn)存譜系和化石繼續(xù)被發(fā)現(xiàn),它們可以被添加到分析中,對(duì)生命之樹加以改進(jìn)和更新——可能導(dǎo)致未來(lái)更高的準(zhǔn)確度。 圖:我們發(fā)現(xiàn),最后的普遍共同祖先早在最近的小行星撞擊之前就已經(jīng)存在 所有生物體的祖先 我們發(fā)現(xiàn),“最后的普遍共同祖先”——一種假設(shè)的非常早期的單細(xì)胞生物,被認(rèn)為是地球上所有生命的祖先——在“最近的小行星撞擊”之前就已經(jīng)存在。 這次小行星撞擊發(fā)生在約39億年前。 這明顯早于目前公認(rèn)的最古老的化石證據(jù)(估計(jì)在35億至38億年前)。 得到確認(rèn)的最古老化石來(lái)自大約34億年前,而可能的最古老化石已在格陵蘭島上被發(fā)現(xiàn),可能來(lái)自大約38億年前。 還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,在一種名為鋯石的41億年前形成的礦物中發(fā)現(xiàn)的碳,本質(zhì)上可能是生物性的。 然而,科學(xué)家迄今未能證實(shí)這一點(diǎn)。 一些研究人員認(rèn)為,生命在“最近的小行星撞擊”中存活是不可能的,因此我們最古老的祖先一定出現(xiàn)在這次撞擊之后。 有觀點(diǎn)認(rèn)為,該事件會(huì)給我們的星球“消毒”,并使當(dāng)時(shí)所有的水蒸發(fā)。 然而,最近有一些數(shù)學(xué)模型表明,適合生命的容器可能仍然存在。 我們發(fā)現(xiàn)生命的兩個(gè)主要譜系——細(xì)菌和古生菌——的冠群,在最后的普遍共同祖先之后近10億年才出現(xiàn)。 另一方面,真核生物在地球歷史上相對(duì)較晚,大約18億年前才出現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)與先前的研究一致。 我們的時(shí)間尺度也讓我們認(rèn)識(shí)了古老的事件,如“線粒體內(nèi)共生”——形成線粒體的過程。線粒體是為我們的細(xì)胞呼吸系統(tǒng)提供動(dòng)力的細(xì)胞器。 真核生物史上的這一重要事件發(fā)生在接近它們第一次出現(xiàn)的時(shí)候,表明這一事件有助于推動(dòng)隨后的快速傳播。 |
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