日期:2023-06-14 13:02:03 来源:潇湘晨报世界观
一项研究发现,澳洲古老岩石中藏着的古微生物,可能是人类血统 “最古老的遗迹”。
《侏罗纪公园》系列电影有一部叫《失落的世界》,科学家们在澳大利亚北部距今16亿年前的岩石中,真的发现了一个 “失落的世界 ”——一个古生物群落。这一群落在当时就已经很丰富了,科学家们说,这可能改变世界对人类最早祖先的认识。
这项研究发表在最新一期《自然》杂志上。研究的共同第一作者之一本杰明-内特塞姆说,这些被称为原生生物群的微型生物,属于一个被称为“真核生物”的家族,大约16亿年前生活在地球上。
(资料图)
(研究人员发现,澳大利亚北领地附近的巴尼溪岩石里,有人类血统"最古老的遗迹"。)
10年研究证明,真核生物的存在比已知更早
真核生物有一个复杂的细胞结构,包括线粒体(细胞的 “动力室”),和细胞核( “控制中枢和信息中心”)。现代形式的真核生物包括真菌、植物、动物和单细胞生物,如阿米巴虫。
此前的研究认为,人类和所有其他有核生物的祖先,可以追溯到12亿年前的最后一个真核生物共同祖先(LECA)。新的发现 “似乎是我们自己血统的最古老的遗迹,它们甚至生活在LECA之前。”本杰明说。他在澳大利亚国立大学完成了他的博士学位,现在在德国不来梅大学工作。“这些古老的生物在世界各地的海洋生态系统中种类非常丰富,并且可能在地球历史的大部分时间里塑造了生态系统。”原生生物群的发现,是澳大利亚国立大学研究人员10年工作的成果。
(本杰明与同事们花了10年时间来研究这一项目。)
本杰明说:“我们相信,它们可能是地球上第一批捕食者,捕食和吞噬细菌。”来自澳大利亚、法国、德国和美国的研究人员研究了澳大利亚北领地附近的巴尼溪岩石。众所周知,澳大利亚北部拥有一些保存最完好的地球中世纪(上古世纪中期)的沉积岩,包括地球上最古老的含生物标记的岩石。本杰明说:”夹在这些古老的沉积物中的分子化石,使人们对早期生命和生态有了独特的认识。”研究人员发现,这些分子具有原始的化学结构,暗示了早期复杂生物的存在,这些生物在LECA之前就已经进化了,而且后来已经灭绝了。
寻找化石中的古代分子
在这项研究中,本杰明和另一名共同第一作者布洛克教授,发现了一种与胆固醇有关的化合物,这似乎证实了关于真核生物进化几十年前的一个假设。
胆固醇是一种有机化合物,是一种天然存在的类固醇。太多的胆固醇会导致健康问题,如动脉堵塞,但它几乎是所有现代真核生物细胞膜的一个重要组成部分。“胆固醇对大量的生理功能真的很重要,而且因为它们是细胞膜的一部分,生物体产生的这类分子相对较多。”本杰明说,“早期的真核生物在这段时间里已经具有重要的生态意义。我们只是直到现在才看到它们的踪迹。它们隐藏在众目睽睽之下。”
[本杰明(中)、布洛克(左)以及同事。]
1964年,著名科学家康拉德-布洛赫注意到,当真核生物合成胆固醇时,一些中间的有机化合物形成。他猜测,过去,这些中间化合物,是早期生物体生物合成过程中一个最终产品。然而,布洛赫认为,没有人能够找到化石证据,来证明古代生命形式产生了这些现在的中间生物大分子。
生物化学分析的进步,使科学家们能够识别保存在化石中的古代分子,特别是在相对未受地质过程干扰的古老岩石中。以前的研究确定,巴尼溪的岩石有超过10亿年的历史,含有古代生物大分子的踪迹。但是 “人们从未在这些岩石中寻找过这些原始类型的类固醇。”本杰明说。同事对岩石进行了化学分析,寻找布洛赫预测的早期真核生物会制造的胆固醇。本杰明说:“令我们惊讶的是,我们实际上发现了它们的丰富程度出乎意料地高了,在我们有这个时期的生物标志物保存的地方,我们也看到了这些分子,我们现在可以证实布洛赫的假说。”
将进一步探索古老生命形式所居住的世界
这些原生生物的存在表明,早期真核生物适应了一个与现代地球非常不同的世界。如今大气中的氧气比16亿年前多得多,而这些早期真核生物产生的原类固醇分子所需的氧气比胆固醇少。
本杰明认为,早期真核生物 “已经完全适应了当时的生态条件”。加州大学圣巴巴拉分校地球科学系教授兼系主任苏珊娜-波特博士说:“我真正喜欢这项研究的地方,是思考认识到生物合成途径也在进化。”然而,没有参与这项研究的波特宣布,这项研究中发现的分子,确实是由早期真核生物生成的,而不是其他古生物。
同样没有参与这篇论文的麻省理工学院地质生物学教授罗杰-萨蒙斯博士称,这是 “我在许多年中看到的、更有趣的有机地球化学研究之一。”萨蒙斯说:“布洛赫如果活着看到这一幕,会很高兴,因为布洛克及其同事证实了他的假说,即胆固醇的生物合成前体,反映了生物化学对功能优化的探索。”
同时,本杰明说,他和同事们将进一步研究这些古老生命形式所居住的世界,方法是用激光射向薄薄的岩石片,并利用关于光线如何反弹的信息,来绘制所存在的不同化学成分。他说:“我们希望这将帮助我们更进一步研究,我们的早期真核生物祖先是在哪里、什么时候、在什么条件下繁衍的。”
通讯员希澈
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