生命进化新假说:两个原核生物造一个新生命


 发布时间:2020-09-25 10:19:21

近日,澳大利亚麦觉理湖畔惊现一条面貌怪异的海洋生物,体型介于鳄鱼和海豚之间,面目狰狞。当地居民将此“水怪”的照片传至网上询问其渊源,一时引发网友热烈讨论。这个神秘水怪体型狭长,下颚像鳄鱼一样单薄,牙齿如剃刀般锋利,十分可怖。有网友认为它是巨型带鱼,而更多人认为图片是伪造的,有博人眼球之嫌。澳大利亚博物馆的鱼类专家马克称,仅从所给图片还无法看出这个海洋生物的真正体型,但他猜测此生物是海鳗,为澳大利亚东海岸的特有深海生物,其真实面目还是第一次出现在人类面前。马克推断,这条疑似海鳗的生物在被鱼钩勾住后剧烈反抗,挣扎中破坏了捕鱼设备,因此被渔民丢弃,并被海浪渐渐冲刷到麦觉理湖畔。此类生物多在夜间活动,以鱼类和甲壳动物为食。据悉,澳大利亚的新南威尔士州的海岸也曾出现过不明水怪,后被证实为“史前奇兽”剑吻鲨,通常栖息于约1200米深的海域。(实习编译:刘宇 审稿:朱盈库)。

日本一项新研究发现了约2亿年前一颗陨星撞击地球后留下的痕迹,研究者认为其撞击规模仅次于导致恐龙灭绝的陨星撞击,可能是地球上一次生物大灭绝的“罪魁祸首”。日本九州大学和熊本大学等机构研究人员在新一期英国《自然·通讯》杂志上报告说,这次撞击发生在约2.15亿年前,陨星的直径可能达7.8公里。导致恐龙灭绝的那次撞击被认为发生在约6500万年前,陨星直径约10公里。研究者在日本岐阜县坂祝町的河流沿岸和大分县津久见市的海岸附近发现了浓度很高的金属锇。这种金属在地表上非常罕见,但在陨星内则含量丰富。同位素分析证实,新发现的锇与地表本来存在的锇不同,其来源是陨星。

过去研究曾显示陨星大小和含锇量存在一定关系,据此估算这颗陨星直径为3.3至7.8公里,质量最大约5000亿吨。在加拿大魁北克省有一处约2.15亿年前形成的直径约90公里的火山口状凹陷,研究小组推测这个凹陷就是此次撞击形成的。撞击还使得陨星中所含成分广泛散布到地表多个地方。此前考古证据曾显示,在约2.37亿年至2亿年前之间发生过一次生物大灭绝事件,称为三叠纪-侏罗纪生物大灭绝或第四次生物大灭绝。研究者认为,上述陨星撞击可能是导致那次生物大灭绝的原因。

如果没有两个原核生物(没有细胞核的微小生命形式)在古代的融合,人类今天可能无法行走在地球表面。这是美国加州大学洛杉矶分校的分子生物学家詹姆斯·雷克在近期的《自然》杂志网络版上提出的关于原核生物与生命进化的最新重大见解。内共生指的是一个细胞生活在另一个细胞内。如果两个细胞共存足够长的时间,就会交换基因。它们在融合的同时往往会保留自己的细胞膜,有时还会保留自己的基因组。雷克首次发现了专属原核细胞的内共生现象。所有其他已知的内共生都涉及真核细胞——含有一个核的细胞。真核细胞可在包括人类在内的动物和植物等所有多细胞生命中找到。雷克表示,这种关系产生了地球上完全不同的生命类型,以前人们总认为需要真核细胞才能做到这一点,但现在看来这是不对的。雷克在《自然》杂志发表的文章中指出,两组原核生物——放线菌和梭菌融合在一起产生了双膜原核生物。雷克说,没有这一事件就不会产生更高级的生命。在当时,这两种早期原核生物正处于不断进化之中,且地球的大气层中还没有氧气。人类根本无法生存,只有无氧呼吸的生物体可以存活下来。

地球上氧气的出现是这些双膜原核生物的子群——蓝藻导致的。蓝藻利用太阳的能量经光合作用产生氧气。它们的产量非常之大,并将氧气泵入大气层中,人类没有它们就无法呼吸。此外,双膜原核生物的融合产生了存在于每个人体细胞中的线粒体。雷克说,双膜原核生物抓住了阳光这个巨大的能源,它们是如此成功,以至于它们要比其他原核生物具有更多的遗传多样性。美国宇航局天体生物学研究所主任卡尔·皮尔彻表示,对于了解一群生物体如何学会利用阳光,从而影响到地球上曾经发生过的最大的环境变化来说,此项工作是一项重大的技术进步。为了此项研究,雷克将时光回溯到了25亿年前,他对5组原核生物的基因组进行了分析。雷克拥有一个来自两个不同生物体(梭菌和放线菌)的基因流。因为进入流动的研究组别都拥有两个膜,所以研究人员假设这是一种可形成双膜的内共生现象,看起来就好像是一个单膜生物“席卷”了另一个单膜生物。基因组研究表明,双膜原核生物混合了两个不同生物体的基因。雷克说,加州大学伯克利分校的阿兰·威尔逊是首个在世界各地从众多人群中收集DNA的人。

他的研究表明,人类都和一位20万年前生活在非洲的女性有关,媒体称之为夏娃,而威尔逊则称之为“幸运母亲”,她是所有人的母亲。在此一研究领域,科学家们已获取了大量的数据,但无法了解其意义。内共生使人们开始能够理解此类信息,它告诉人们的是,许多基因已被交换过。雷克表示,人们一直忽略了合作的重要性。如果两个原核生物走到一起,它们就可以改变世界。它们重构了地球的大气层。它给予我们的关于进化的信息就是:合作也是生命前进的一种方式。(冯卫东)。

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