生命起源研究的难题（探索生命起源之谜的新方法和新发现）

科学或许能让我们在太空旅行、追溯整个宇宙的历史，但它却还无法确切地告诉我们，生命是如何以及何时在我们的地球上首次出现的。一般来说，科学家会使用化石记录来试图寻找这些问题的答案。然而，正如古生物学家们都知道的那样，随着往回追溯的时间越来越久远，化石也越来越难以找到。

事实上，我们并没有足够多的早于25亿年之前的化石以供研究。这是由于地球有自己的岩石循环系统，旧的岩石会经过风化过程而遭到破坏，余下的则会被循环变成新的岩石。这就导致了我们已有的岩石，都从它们的原始构成中进行过高度的重新加工。一般说来，它们根本不再包含任何生物残留物。即使有时能发现一些罕见的存有生命的化石，它们也大多难以识别，并且很难将它们与任何一种特定的现代生物体联系在一起。

在一项发表于《自然-生态学与进化》上的新研究中，我们决定尝试用一种新的方法来构建生命的时间线。我们利用了现有的丰富的生物基因数据，还使用了一种名为分子钟的技术，这种技术能通过阅读写在生物体基因中的故事来解读过去。

△ 新研究表明，图中右侧纵轴所列的真细菌、真核生物、古细菌类（自上而下）的共同祖先的出现时间，或许早于后期重轰炸期（Late heavy bombardment）。| 图片来源：布里斯托大学

值得一提的是，论文中阐述的关于生命起源和进化的时间线的结果，在每个节点（即在生命之树中物种有共同祖先的地方）的年龄估算上都存在相当大的不确定性。这种情况对于生命之树中的最古老的部分，以及我们拥有最少数据的部分（无论是化石还是分子）来说尤为如此。

然而，我们能捕捉到这种不确定性却同时也是一件好事，因为它表明结果中的时间线并没有过度自信地显示精确地年龄，而是显示了它的不准确性。这意味着随着新的现存的谱系和化石不断被发现，它们可以被不断得添加到分析中，从而对其进行精炼与更新，从而使得在未来或许能出现更高的精确度。

我们发现，这种认为地球上的所有生命都起源于非常早期的某个单细胞的假设，即所谓的“最后的共同祖先”，存在于“后期重轰炸期”之前。这一时期大约发生在39亿年前，那时地球持续遭遇剧烈的流星撞击。这远远早于从目前确认的最古老的化石证据中所估算出的约35 - 38亿年前的结果。

已确认的最古老化石年龄大约为34亿年，而在格陵兰岛发现的潜在最古老化石，可以追溯到38亿年前。还有一种说法认为，在一种有41亿年历史的名为锆石的矿物中发现的碳，或许是生物性的。可惜的是，到目前为止科学家还无法证实这一点。

有些研究人员认为，生命不可能在后期重轰炸期中存活下来，因此我们最古老的祖先必定出现在这一阶段之后。有断言称，这一事件会杀死所有的植物，并让周围所有的水都蒸发。然而最近有一些数学模型表明，即便如此，也仍可能有适合生命的环境存在。

我们发现，细菌和古菌这两种主要的生命谱系，几乎出现于最后一个共同祖先的10亿年之后。另一方面，在地球历史中，真核生物分化得相对较晚，大约在18亿年前。这一发现与先前的研究一致。

我们的时间线结果也得以让我们对一些古老的事件进行研究，比如线粒体的内共生——这是形成线粒体（为细胞呼吸系统提供动力的细胞器）的过程。在真核生物的历史上，这一重大事件的发生与它们的首次出现非常接近，表明这有助于推动它们随后的快速传播。

我们希望，新的研究将会成为探求地球历史的极早时期的进化奥秘的绝佳起点。

撰文：Holly Betts（布里底托大学古生物学在读博士）

原文标题为“Ancestor of all life on Earth evolved earlier than we thought, according to our new timescale”，首发于2018年8月20日的theConversation。原文链接：https://theconversation.com/ancestor-of-all-life-on-earth-evolved-earlier-than-we-thought-according-to-our-new-timescale-101752。中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。