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“遗落的世界”被科学家在10亿年前的澳大利亚岩石中发现

研究称发现的微观生物可能是人类血统的 "最古老的遗迹"。科学家们在澳大利亚北部10亿年前的岩石中发现了一个 "遗落的世界 "的古代生物,而这一群体在10多亿年前就已经很丰富了,他们说这可能改变世界对人类最早祖先的认识。发表在《自然》杂志上的这项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,在大约16亿年前生活在地球的中。

(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的更久

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",和一个细胞核的 "控制和信息中心"。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。

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,现在在德国的不来梅大学工作。"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。"原生动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。

(本杰明与其同事们花了十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的一个几十年前的假设。

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,但它是几乎所有现代真核生物的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。它们有点被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,当现代真核生物合成胆固醇时,一些中间的有机化合物形成。他假设,在过去的深处,这些中间化合物都是早期生物体生物合成过程中的一个完全功能性的最终产品。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记录中的古代分子,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。本杰明、布洛克和他们的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出乎意料的高丰度,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

这些原生动物的存在表明,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在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,他和他的同事们的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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