生物退化史上，最紧张的退化之一是：20亿年前实核生物显现了

2022-11-18 09:14:29 作者：养过一条狗名叫前男友°

导读：生物进化史上，最重要的进化之一是：20亿年前真核生物出现了,慕尼黑路德维希马克西米利安大学科学家对一组神秘单细胞生物的生态学进行了一项新研究，支持了氢在真核生物（第一个有核细胞）的进化中...
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慕尼黑路德维希马克西米利安大学科学家对一组神奇单细胞生物的生态学举行了一项新研究，支持了氢在真核生物（第一个有核细胞）的进化中发挥了紧张作用的看法。地球生命生物进化史上最紧张的进展之一产生在约莫20亿年前，第一批真核生物显现（含有奇特细胞核的单细胞生物）。这第一个真核血统随后将孕育发生包罗植物和动物在内的全部高等生物，但其劈头尚不清晰。

几年前，微生物学家阐发了海洋沉积物中的DNA序列，这为这个题目提供了新线索。这些沉积物是在北冰洋大泰西中部山脊上一个名为洛基城堡（以北欧火神定名）的热液喷口中被发觉。对它们所含DNA分子的测序表现，它们来自一组曩昔不为人知的微生物。固然DNA泉源的细胞不克不及直接分散和判定，但序列数据评释它们与古生代有紧密的亲缘干系。

是以，研究职员将这个新的类群定名为洛基考古塔。古生菌和细菌门是已知最陈腐的单细胞有机体谱系。惹人注目标是，洛基考古群的基因组评释，它们大概体现出其他真核生物特有的布局和生化特性。这评释洛基考古群大概与真核生物的最终一个配合先人有亲缘干系。

究竟上，来自洛基城堡的洛基考古群DNA体系基因组阐发有力地评释，它们是从真核生物和古生代最终配合先人之一的子女中派生出来的。路易斯安那州立大学地球与情况科学系的威廉·奥尔西传授与奥尔登堡大学和马克斯·普朗克海洋微生物研究所的科学家互助。如今已经可以或许直接查抄洛基考古群的运动和新陈代谢。

这些效果支持洛基考古群和真核生物之间的干系，并为第一批真核生物进化的情况性子提供了线索，这项新发觉颁发在《天然微生物学》期刊上。真核生物最有大概显现的情形是，它们劈头于一种共生干系，在这种共生干系中，宿主是古生物细胞，共生体是细菌。依据这一理论，细菌共生体随后孕育发生了线粒体，线粒体是卖力真核细胞能量生产的细胞内细胞器。一种假说以为，古生菌宿主的新陈代谢依靠于氢，线粒体的前体孕育发生了氢。

这一“氢假说”假设，这两个配对细胞大概生存在富含氢的缺氧情况中，假如它们与氢源分散，它们将变得越发依靠相互生存，有大概导致内共肇事件。假如洛基考古群，作为这个假定的乌尔考古群子女，也依靠于氢，这将支持氢的假说。然而，到现在为止，这些古生物在其天然栖息地的生态状态照旧个推测。如今初次表征了从纳米比亚海岸外，遍及缺氧地域海底沉积物岩芯中提取的洛基考古塔的细胞新陈代谢。

通太过析这些样本中存在的RNA来做到这一点，RNA分子从基因组DNA复制而来，作为卵白质合成的蓝图。是以，序列反应了基因活性的模式和程度。序列阐发表现，这些样本中的洛基考古菌数目是细菌的100到1000倍。这有力地评释，这些沉积物是它们的有利栖息地，促进了它们的运动。研究职员可以或许在试验室的沉积物样本中，创建洛基考古群的富集造就。这使得他们可以或许利用碳同位素作为标志来研究这些细胞的新陈代谢。

效果评释，这些微生物使用一个庞大的代谢途径网络。别的，这些数据证明了洛基古菌的确利用氢气牢固二氧化碳。这一历程进步了新陈代谢的服从，并能让这些物种连结高程度的生化运动，只管它们的缺氧天然栖息地的能量有限。试验证据证明了第一个真核细胞的氢假说，是以，最早的真核生物大概劈头于缺氧和富含氢的海洋沉积物，比方今日当代洛基考古动物群格外活泼的那些沉积物。

博科园｜研究/来自：慕尼黑路德维希马克西米利安大学

参考期刊《天然微生物学》

DOI: 10.1038/s41564-019-0630-3

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