LUCA,含有基因组的最早生命体 | 最早的生命luca
大约35亿年前,出现了一种含有基因组的生命体,被称为所有生命的共同祖先(LUCA,LastUniversalCommonAncestorofalllife)。LUCA的基因组由制造RNA和蛋白质的信息体组成。在美国马里兰州贝塞斯达国家卫生研究院研究生命演化的尤金·库宁(EugeneKoonin)说,至少100个基因确信源于LUCA,而LUCA可能总共拥有超过1000个基因。虽然与我们所知的现代生命长得不一样,LUCA拥有许多在现代生命中仍可找到的核心体系,包括蛋白质制造体系。一些研究者相信,LUCA绝不是一个分离的、由膜包覆的细胞,而是由类似病毒的个体组织而成的复合体,在无...
大约35亿年前,出现了一种含有基因组的生命体,被称为所有生命的共同祖先(LUCA,Last Universal Common Ancestor of all life)。
LUCA的基因组由制造RNA和蛋白质的信息体组成。在美国马里兰州贝塞斯达国家卫生研究院研究生命演化的尤金·库宁(Eugene Koonin)说,至少100个基因确信源于LUCA,而LUCA可能总共拥有超过1000个基因。
虽然与我们所知的现代生命长得不一样,LUCA拥有许多在现代生命中仍可找到的核心体系,包括蛋白质制造体系。一些研究者相信,LUCA绝不是一个分离的、由膜包覆的细胞,而是由类似病毒的个体组织而成的复合体,在无生命的隔间(比如碱性热液喷口的孔洞)内不断复制。
LUCA演化出细菌和古菌
接下来可能发生的情况是,LUCA类似病毒的部分机体,通过两次不同的契机,吸附了细胞膜而变成了简单的细胞[1]。
这可以解释两种截然不同的简单细胞,细菌和古菌,为什么会拥有完全不同的细胞膜。库宁说:“这是非常引人注目的假设。”可以肯定的是,生命在很早之前就产生了分枝。
细菌与古菌的演化改变了地球,但仍然只是化合物构成的小小囊泡而已。直到发生了一件非同寻常的事件,将这两大分枝重新聚合成一个复杂细胞,即真核细胞。这一事件改变了基因组,也为第一批动物的出现铺平了道路。
古菌“吞食”了一只细菌,产生真核细胞
距今大约10亿年前,一只古菌“吞食”了一只细菌,但并没有杀死它。相反,它们携手形成了一种共生关系,细菌的后代逐渐担负起了一个重要角色——线粒体,成为了细胞内供应能量的工厂。
如果没有这次重聚,复杂生命或许根本不会出现。
我们倾向于假设,简单有机体向复杂个体演化是自然趋势,但单独的细菌和古菌至今在复杂程度上也没有太大变化。原因何在?
据英国伦敦大学学院的尼克·莱恩(Nick Lane)说,这是因为它们遇到了一个能量瓶颈。所有的简单有机体都利用细胞膜产生能量。当它们变大时,相对表面积变小,因此不能产生足够的能量,所以简单有机体必须维持微小体。同时,小细胞也没有足够的空间容纳大的基因组。通过提供模块化的完备能量源,线粒体突破...