寻找“卢卡”和细胞进化的时间

【字体: 时间:2023年11月23日 来源:AAAS

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  卢卡是所有生物体的“最后的普遍共同祖先”,生活在43.2至45.2亿年前。NIOZ生物学家Tara Mahendrarajah和资深作者Anja Spang与来自布里斯托尔、匈牙利和东京大学的合作伙伴的一项研究表明了这一点,该研究今天发表在《自然通讯》上。卢卡看起来像什么还不清楚,但它一定是一个与其他核糖体蛋白和ATP合成酶的细胞。斯潘说:“这些蛋白质是所有细菌、古生菌和真核生物(如植物和动物)共有的。”利用一种新的分子测年方法,研究人员能够更准确地估计LUCA分裂成细菌和古细菌的时刻,以及真核生物出现的时刻。对所有生命的原始形式的这种新的确定时间的方法与以前的估计并没有太大的不同。布里斯托尔大学的共同通讯作者汤姆·威廉姆斯解释说:“对于生命之树的根源,日期越来越不确定。”Mahendrarajah和他的同事们的这项研究的真正惊喜之一是在生命之树的更上层。“古生菌通常被称为古老的细菌,”斯潘说。“这表明它们起源于比今天的细菌更古老的祖先。但是通过这种改进的定年方法,我们看到所有当前古细菌的祖先生活在33.7亿到39.5亿年前(图1)。这使得已知古细菌的最后一个共同祖先比所有细菌的最后一个共同祖先年轻,后者生活在40.5亿到44.9亿年前(图1)。这表明早期的古细菌要么灭绝了,要么生活在地球上隐藏的某个地方,我们还没有发现它们,“Spang假设。真核生物,也就是有细胞核的细胞,就像所有的植物和动物一样,它们最后的共同祖先是在18.4亿到19.3亿年前(图1)。Tara Mahendrarajah解释说:“如果你把地球上所有的生命想象成一棵家谱树,LUCA是最基础的,在某个时候,树干分裂成细菌和古细菌分支。但真核生物并不是生命之树上的一个独立分支,而是细菌和古细菌分支中两个分支的融合。我们身上兼而有之。”布里斯托尔大学的埃德蒙·穆迪补充说:“我们对真核生物的古细菌和细菌祖先年龄的新估计将有助于改进我们关于真核生物起源的模型。”“这种观察生命之树的新方法有助于我们追踪地球上细胞是如何随时间进化的。这也为我们提供了一个基础,来弄清楚这些早期微生物在旧环境中做了什么,以及它们的进化如何与自然历史联系在一起。”Spang进一步指出:“深入了解古代和现存微生物在营养循环中的作用可以帮助我们更好地理解和预测包括气候变暖在内的不断变化的环境中未来的生物多样性。”

  

卢卡(Last Universal Common Ancestor,LUCA)是所有生物体的“最后的普遍共同祖先”,生活在43.2至45.2亿年前。NIOZ生物学家Tara Mahendrarajah和资深作者Anja Spang与来自布里斯托尔、匈牙利和东京大学的合作伙伴进行的一项研究表明了这一点. 虽然现在看起来LUCA像什么还不清楚,但它一定是一个与其他核糖体蛋白和ATP合成酶的细胞。Spang说:“这些蛋白质是所有细菌、古生菌和真核生物(如植物和动物)共有的。”利用一种新的分子测年方法,研究人员能够更准确地估计LUCA分裂成细菌和古细菌的时刻,以及真核生物出现的时刻。

根的年代测定

所有生命的原始形式的这个新的年代与以前的估计没有显著的不同。

“对于生命之树的根源,日期越来越不确定。古生菌通常被称为古老的细菌,这表明它们起源于比今天的细菌更古老的祖先。但是通过这种改进的定年方法,我们看到所有当前古细菌的祖先生活在33.7亿到39.5亿年前(图1)。这使得已知古细菌的最后一个共同祖先比所有细菌的最后一个共同祖先年轻,后者生活在40.5亿到44.9亿年前(图1)。这表明早期的古细菌要么灭绝了,要么生活在地球上隐藏的某个地方,我们还没有发现它们,“Spang假设。

我们是融合体

真核生物,也就是有细胞核的细胞,就像所有的植物和动物一样,它们最后的共同祖先是在18.4亿到19.3亿年前。Tara Mahendrarajah解释说:“如果你把地球上所有的生命想象成一棵家谱树,LUCA是最基础的,在某个时候,树干分裂成细菌和古细菌分支。但真核生物并不是生命之树上的一个独立分支,而是细菌和古细菌分支中两个分支的融合。我们身上兼而有之。”

了解自然历史

布里斯托尔大学的Edmund Moody补充说:“我们对真核生物的古细菌和细菌祖先年龄的新估计将有助于改进我们关于真核生物起源的模型。”“这种观察生命之树的新方法有助于我们追踪地球上细胞是如何随时间进化的。这也为我们提供了一个基础,来弄清楚这些早期微生物在旧环境中做了什么,以及它们的进化如何与自然历史联系在一起。”

Spang进一步指出:“深入了解古代和现存微生物在营养循环中的作用可以帮助我们更好地理解和预测包括气候变暖在内的不断变化的环境中未来的生物多样性。”

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