http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2017-02-09
从植物到动物，甚至包括真菌，地球上的每一个复杂生命体都由真核细胞构成。这些细胞中含有被膜包裹的遗传物质，还有线粒体或叶绿体等细胞器。图为一枚动物细胞。
研究人员认为，他们已经确定了地球上所有复杂生命共同的微生物祖先。这些微生物全都以北欧神话中的神祗命名，分别叫做洛基（Loki）、索尔（Thor）、奥丁（Odin）和海姆达尔（Heimdall），全都属于阿斯加德古细菌（Asgard，北欧神话中的仙宫）。一项最新研究显示，它们可能是地球上所有复杂生命的起源。
新浪科技讯 北京时间1月18日消息，据国外媒体报道，研究人员认为，他们已经确定了地球上所有复杂生命共同的微生物祖先。
这些微生物全都以北欧神话中的神祗命名，分别叫做洛基（Loki）、索尔（Thor）、奥丁（Odin）和海姆达尔（Heimdall），全都属于阿斯加德古细菌（Asgard，北欧神话中的仙宫）。一项最新研究显示，它们可能是地球上所有复杂生命的起源。
地球上复杂生命的起源一直是生物界最重要的问题之一。而瑞典乌普萨拉大学的一组科学家近日在《自然》杂志上发表论文称，他们已经找到了这个问题的答案。
地球上的生命分为三种：细菌、古细菌和真核生物。其中细菌和古细菌约起源于37亿年前，即地球刚刚形成的时期，而真核生物又过了15亿年才出现在世界上。“真核细胞的出现被视作地球生命进化史上的重要里程碑。”该研究作者写道。“不过，真核生物细胞究竟是如何演变出如此复杂的结构和功能分区的呢？这又是现代生物学面临的难题之一。”
从植物到动物，甚至包括真菌，地球上的每一个复杂生命体都由真核细胞构成。这些细胞中含有被膜包裹的遗传物质，还有线粒体或叶绿体等细胞器。科学家认为，当真核细胞刚刚出现时，细菌之类的原核细胞还归属在古细菌一类。
科学家在过去四年中找到了一些证据，说明研究所涉及的细菌属于α-变形菌纲（alphaproteobacteria），但它们究竟与哪种古细菌有关却始终是个未解之谜。“虽然线粒体显然起源于α-变形菌纲，但我们直到最近才弄清了其古细菌宿主细胞的类别和特性。”研究作者写道。
最新研究指出，本文开头提到的几种微生物之一便是我们要寻找的古细菌，该古细菌吞噬了这种细菌之后，便逐渐演变成了体积更大、结构更复杂的真核细胞。
2015年，科学家首次在格陵兰岛与挪威之间的海底发现了微生物“洛基”（Lokiarchaeota）。去年，德州大学奥斯汀分校的一支研究团队又从洛基的近亲“索尔”（Thorarchaeota）中找到了DNA的痕迹。
最新的研究报告指出，“洛基”还有更多的近亲分布在世界各地，包括黄石公园、日本附近的深海热泉，以及新西兰的一处温泉等等。“我们通过新方法获取了这些无法在实验室中培育的微生物的基因组，结果发现了一组新的古细菌种群，它们与真核细胞起源的宿主细胞密切相关。我们直接从自然环境中获取了这些遗传物质，并在对这些遗传物质的分析基础上得出了研究结论。我们此前从未见过这些细胞。”此次研究的共同作者来自乌普萨拉大学。
“我们将这些古细菌按照北欧神祗命名为索尔、奥丁和海姆达尔，它们和洛基一样，都属于阿斯加德古细菌。”另一名共同作者伊娃·费尔南德斯·卡西瑞斯（Eva Fernandez-Caceres）说道。“有趣的是，这些古细菌不止像洛基一样生活在深海中，还广泛分布在世界各地，并且沉积物中的含量最高。”
该研究有力地证明了真核生物的祖先与这些阿斯加德古细菌有关。“阿斯加德古细菌在真核生物的起源中扮演了重要的角色，说明所有真核生物都系出同源。”另一名共同作者卡西亚·萨伦巴·尼茨韦斯卡（Kasia Zaremba-Niedzwiedzka）指出。“这部分研究相当复杂。如果有更多数据，将对我们起到很大帮助。我们的研究还远远没有结束。”
在对阿斯加德古细菌的基因组展开详细分析之后，研究人员更是惊讶万分。“我们发现阿斯加德古细菌中存在许多真核细胞所独有的基因，包括一些帮助真核细胞形成复杂结构的基因。”共同作者安雅·斯班（Anja Spang）表示，“我们目前只在真核细胞中找到过这些基因，说明这些古细菌已经为形成更复杂的结构做好了准备。但要想弄清详细过程，我们还有很长的路要走。”
“我们很希望能分离出阿斯加德古细菌细胞，或在实验室中培育它们，然后放在显微镜下观察。我相信这将更好地帮助我们弄清复杂细胞的演变过程。假以时日，我们的微生物祖先一定会水落石出的。”（叶子）
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