所有生物共有的末了一个先人是一种糊口于42亿年前的微生物，其基因组相称重大，编码约2600种卵白质，以氢气以及二氧化碳为食，并拥有一个抵御病毒入侵的基本免疫体系。

一种可能于初期地球浅水区繁衍生息的繁杂微生物，多是昨天所有生命的末了一个配合先人。图片来历：MARK GARLICK/SCIENCE SOURCE

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这是7月12日揭晓在《天然-生态与进化》的一项新研究的结论。该研究比力了700种差别现代微生物的基因组，以寻觅共性，从而确定哪些特性是起首呈现的。只管该研究没有展现生命是怎样最先的，但它注解，于地���球造成后的几亿年里，一种与现代微生物相似的繁杂细胞生物进化了出来。

“我很是高兴。”美国威斯康星年夜学麦迪逊分校的进化生物学家Betül Ka?ar说，“这是一个周全的阐发，也是一个很好的例子。”

这其实不是科学家第一次试图勾画出所有物种于分解以前的末了一个配合先人（LUCA）的身份。例如，2016年，由德国杜塞尔多夫年夜学的进化生物学家William Martin带领的研究比力了已经知的微生物基因组，提供了迄今为止最使人信服的遗传证据，注解LUCA多是一种厌氧菌，生长于现今年夜大都细胞所需的缺氧情况中。Martin的基因阐发还发明了证据，注解它是一种以氢气为食的嗜热微生物，可能糊口于海底火山口四周。

Martin团队于2016年的研究中没有试图给出LUCA 的日期，但其他研究将LUCA 的存于时间定于38亿年前。对于在新的LUCA研究，英国布里斯托尔年夜学的基因组学专家Edmund Moody开发了一种要领，旨于更切确猜测LUCA存于的时间。

一种常见的要领依靠在微生物物种中差别但已经知的基因突变率，和它们之间基因转移的速率，从而创举一种份子钟。经由过程构建家谱，找出哪些生物多是从其他生物进化而来的，并追踪守旧基因的遗传变迁，研究职员可以大抵预计出两个相邻分支的分解时间，从而确定它们配合先人的春秋。

Moody以及同事进一步研究了于多种细菌以及古细菌中发明的5组“平行”或者反复的基因，注解这类加倍发生于LUCA破裂成这些儿女以前。Moody说，追踪一个突变是发生于这些基因的两个拷贝上，照旧只发生于一个拷贝上，可以更易地确定它们复制的时间，从而确定LUCA的春秋。

他们的阐发注解，LUCA糊口于约莫42亿年前。没有介入这项研究的美国卡尔顿学院的进化微生物学家Rika Anderson说：“这可能比其他预计要早一点，但其实不多。”

为了像Moody同样摸索LUCA的糊口体式格局，Moody的研究小组追踪了350种细菌以及350种古细菌的57个“标志”基因，以构建一棵生命之树。Moody团队别离追踪了这些细菌以及古生菌中所有可用基因的个别基因以及基因家族的进化模式，这些基因被编目于一个经常使用的基因组数据库中。经由过程比力个别基因与物种基因的进化史，他们可以更好地确定哪些基因被复制、遗失或者履历了程度基因转移。由此，他们可以揣度出LUCA中存于的物资。

正如Martin所发明的那样，英国研究小组的阐发注解，LUCA以二氧化碳以及氢气为燃料。但他们也发明了证据，注解LUCA有一种基因可以掩护它免受紫外线的危险，这注解这类微生物可能糊口于地表水中，于那里它可以从年夜气中捕捉二氧化碳以及氢气，而不是糊口于深海火山口。只管云云，像Martin同样，他们发明了一种被称为逆转录酶的酶的特性，这类酶凡是存于在嗜热菌中，他们认可这象征着LUCA也可能于这些喷口周围孳生。

Moody还发明，LUCA可能有19个CRISPR-Cas9基因，这是现代细菌用来切割病毒入侵者遗传物资的装配。这让Ka?ar高兴不已经，由于它表示了好久之前一个由微生物以及病原体构成的繁荣生态体系。Anderson一样布满热忱，他指出CRISPR-Cas9体系“有点繁杂”。这象征着于短短数亿年内，初期生命就进化出了繁杂的微生物，这些微生物彼此作用迅速造成了一个简朴的生态体系。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41559-024-02461-1