所有已知生命的祖先都是一种微生物,可从深海火山中吃氢气

水热通风口,如这些在Mariana沟槽中,岩浆遇到海水的形式。 (Photo: Noaa Ocean Explorer./ flickr)

地球是40亿年前的一个非常不同的地方。它的空气缺乏氧气,它的表面被空间岩石延伸,海水有时会煮沸。尽管如此,它已经回到了你的祖先,他们住在海底的火山里。

那些早期的地球,一项新的研究表明,是地球上最后一个共同的普遍祖先,一个令人遗憾的巨大的标题。

科学家们一直在想知道Luca很长一段时间,希望其身份可能提供关于地球寿命如何开始的线索。这个神秘的生物让所有三个都带来了"domains"我们今天知道的生活 - 古代,细菌和真核生物 - 所以它的后代包括一切 大肠杆菌 to elephants.

而现在,由于一些深入的遗传休闲休闲休闲,来自德国的一支研究人员在一起拼凑起来的卢卡的详细信息'生活可能就像。 本周在自然微生物学杂志上发表,他们的研究表明Luca是一种单细胞,热爱的氢气吃的微生物,没有氧气,需要某些类型的金属生存。

水热通风口上的管皮
水热通风口现在支持各种各样的生活,如这些浓郁的管腔,银色和贻贝在东太平洋深处察觉了1.6英里(2.6公里)。 (照片:Noaa Ocean Explorer / Flickr)

水热通风口附近的生活

基于这些和其他特征,科学家们说卢卡最有可能生活在地球上的深海水热通风口中'S表面(包括海底),释放地质加热的水,通常在火山附近。这种生活在1977年之前未知,当时科学家惊讶地发现在加拉帕戈斯群岛的水热通风口周围蓬勃发展的不同奇怪的生物阵列。这些黑暗的生态系统而不是从阳光下获得能量,而不是从海水与水下火山与岩浆互动触发的化学过程。

We'自从学到了很多关于热热 - 排气生态系统,从奇异的小管和秃鹰和食物网底部的细菌的细菌。天文学家甚至怀疑其他世界存在类似的通风口,如木星'S Moon Europa,提高了他们可以躲避外星生活的可能性。

在地球上,一些科学家们还推测,早期的生活在海底的水热通风口中演变。那'但是,仍然争论,许多专家争论条件 亚源化 在土地上更有利。新的研究可能无法解决这一辩论,但它确实提供了40亿年前的生命瞥见 - 以及我们所有人都存在的小生物。

甲状腺原古
甲烷是一种古典'谁的现代生活方式类似于卢卡,'研究人员写道。 (照片:NASA)

如何寻找卢卡

以前的研究在Luca上揭示了一些光线, 科学杂志中的罗伯特服务笔记:与现代细胞一样,Luca内置蛋白质,在DNA中储存遗传数据,并使用称为腺苷三磷酸(ATP)的使用分子来储存能量。

然而,我们的Luca的形象仍然朦胧,部分是因为微生物唐'刚刚将基因传递给他们的后代;它们还与其他微生物共享基因,该过程称为水平基因转移。因此,当两个现代微生物都有某些基因时,科学家们可能很难知道这是否真的指向共同的祖先。

困难,但不是不可能的。由德国杜塞尔多夫海因里希赫涅大学的进化生物学家威廉马丁领导,新的研究试图略有不同的策略来弄清楚遗传了哪种基因。研究而不是捕杀由一个细菌和一个Archaeon共享的基因,而是这项研究'S作者寻找由每个物种共享的基因。调高了610万蛋白质编码基因,落入了超过286,000个基因家族。其中,只有355人在现代生活中够广泛分布,以建议他们're relics of LUCA.

"因为这些蛋白质不普遍分布, "研究人员添加,"他们可以在卢卡脱落's physiology."即,这些蛋白质编码基因显示卢卡是一个 Expealophile.或者在极端环境中茁壮成长的生物体。它是厌氧和嗜热 - 意味着它居住了一种非常热的无氧栖息地 - 并且在氢气中喂食。它也使用了已知的东西"木材ljungdahl途径,"这使一些现代微生物将二氧化碳转化为有机化合物并使用氢作为电子给体。

清雪机 hydrothermal vent, Axial Seamount
A 'snowblower'距离俄勒冈州海岸的热水露品,喷热水和白色大块的细菌,盛开的化学水。 (照片:Bill Chadwick / Oregon State University / Woods Hoot Oceancographic Institution / Flickr)

马丁和他的共同作者鉴定了与类似Luca的生活方式的现代微生物'S:梭菌,一类厌氧菌和甲烷,一群氢气吃,生产甲烷的古亚眠。研究人员所说,他们可能会为我们提供卢卡的生活暗示,但甚至可能是早些时候的祖先。

"数据支持自动养殖的生命原因理论,涉及在水热设置中的木质Ljungdahl途径,"他们写了,参考卢卡的原始方面'S生物学可以表明在生活崛起中的早期作用。

结论不太广泛接受, 尼古拉斯韦德在纽约时报报道了因为其他生物学家认为,生活中的争论可能在较浅的地面水中开始,或者它可能在被释放到深海之前在其他地方出现。

我们可能永远不会完全了解生活中的方式或何处,但问题太引人注目,让我们停止尝试。人类是大自然的好奇,顽强,提供了我们物种的特质。虽然我们'现在与Luca非常不同,这个微小的祖先的持续遗产建议在家庭中运行韧度。