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地球45亿年前刚形成,卢卡就诞生了,它是如何活下来的?

 徐德文科学频道 2020-02-14

地球上最早的生命出现在什么时候?5.4亿年前寒武纪生命大爆发诞生了现代绝大多数的动物门类,但也可能只是生物在那时候才进化出硬组织,可以在地层里保存下来成为化石,从而让我们可以发现;蠕虫可能在10亿年前出现,更早的真核生物可能出现在20亿年前。

而在25亿年前的太古宙以前,化石记录变得非常模糊,目前确认的最古老生物大约可追踪到34亿年前。其它潜在证据包括澳大利亚一块35亿年前的岩石,里面可能存在多种细菌;格陵兰岛发现过一块37亿年前的叠层石,以及加拿大43亿年前深海海床石英层中发现的疑似生物痕迹。但来自太古宙的化石很少,生命记录有限,且难以解释,不同的分析可能有不同的结果,比如被认为是生物化石的,很可能只是一些晶体。

英国布里斯托尔大学和巴斯大学的研究人员找到了一种通过分子钟来绘制地球上所有生命粗略时间线的办法,发现地球上的第一批生物可以追踪到45亿年前,即地球刚刚诞生后4000万年。

分子钟相当于在生物体的遗传密码中寻找化石。由于生物基因突变的速率相对一致,科学家们可以比较两种生物的基因组,通过进化路径追溯它们的最后共同祖先。

研究人员利用102个生物体的29个基因的分子数据,与9个化石记录进行交叉比对,制定了最广泛的生物群落彼此分离的时间表,这些生物体包括细菌及其它单细胞生物,植物和动物。

根据分子钟的时间表,科学家们发现真核生物大约出现在18亿年前;而生命树上的两个主要分支,细菌和古细菌,则是在35亿年前分道扬镳,走上了不同的进化道路。通过进一步的追溯,科学家们发现地球上所有生物的最后共同祖先——一个假设的单细胞,可能在45亿年前就诞生了,这个细胞被命名为卢卡(LUCA, Last Universal Common Ancestor )。

卢卡能够活下来并繁衍出地球上如此丰富多彩的生命颇为不易,它诞生后就经历了地球上最动荡的时期,首先是一颗火星大小名叫忒伊亚的行星,在太空中迷失方向,撞上了地球,撞出的物质在轨道上形成月球,地球也因此变成一片熔融岩石的海洋;紧接着在41亿年前到38亿年前之间,地球遭遇数不清的小行星轰炸,再次岩浆横流,成为一颗炙热的星球。我们不知道卢卡是在什么地方躲过这些灾难并繁衍众多的,但它的遭遇确实令人心酸,而它竟然顽强地度过了时艰,它的后辈们是不是应该表示崇高的敬意呢?

这项研究发表在《自然生态学与进化 》杂志上。

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