哈嘍，大家好，今天小墨要帶大家解鎖生命起源的驚天反轉(zhuǎn) ——《自然》最新研究證實，復(fù)雜生命居然在缺氧的 “地獄海洋” 中提前十億年登場，徹底改寫教科書！

長久以來，科學(xué)界公認(rèn) “氧氣是復(fù)雜生命的催化劑”，認(rèn)為真核生物的崛起離不開大氣氧氣濃度的飆升。

但布里斯托大學(xué)團(tuán)隊發(fā)表在《自然》的突破性研究，用精密的分子鐘技術(shù)將這一時間點向前推移了近十億年，揭示出復(fù)雜生命在缺氧海洋中悄然孕育的驚人真相。

29億年前的缺氧“生命實驗室”

傳統(tǒng)理論認(rèn)為，約 24 億年前的 “大氧化事件” 后，氧氣充沛的環(huán)境催生了線粒體這一 “能量工廠”，進(jìn)而推動真核生物的復(fù)雜性爆發(fā)。

但布里斯托大學(xué)團(tuán)隊對數(shù)百個物種的 100 多個關(guān)鍵基因家族分析后發(fā)現(xiàn)，復(fù)雜生命的進(jìn)化之路早在 29 億年前就已開啟，彼時地球海洋幾乎完全缺氧，對好氧生物而言堪稱 “生命禁區(qū)”。

這一結(jié)論得到了華東師范大學(xué)團(tuán)隊研究的佐證，他們通過411個阿斯加德古菌基因組分析，將真核生物共同祖先的出現(xiàn)時間鎖定在 27.2 億年前，同樣早于大氧化事件。

布里斯托大學(xué)菲利普?多諾霍教授指出：“細(xì)胞核、細(xì)胞骨架等復(fù)雜特征，并非氧氣環(huán)境的產(chǎn)物，而是古菌祖先在缺氧歲月中緩慢積累的進(jìn)化成果。”

生命在學(xué)會 “呼吸” 氧氣前，就已默默構(gòu)建起復(fù)雜的 “身體架構(gòu)”。

分子鐘重構(gòu) “失落十億年”

早期軟體微生物難以形成化石，導(dǎo)致生命演化史存在長達(dá)十億年的 “空白期”。

布里斯托大學(xué)團(tuán)隊突破性地擴展了分子鐘技術(shù)，通過追蹤基因突變速率，結(jié)合化石校準(zhǔn)點，精準(zhǔn)還原了進(jìn)化時間軸。

不同于傳統(tǒng)分子鐘僅分析物種分化，該技術(shù)首次將100多個編碼細(xì)胞骨架、細(xì)胞核功能的基因家族納入研究，構(gòu)建出高分辨率進(jìn)化圖譜。

巴斯大學(xué)湯姆?威廉姆斯教授解釋：“我們先搭建時間分辨的生命之樹，再定位單個基因家族的演化節(jié)點?！?/p>

這種跨學(xué)科方法，讓科學(xué)家首次捕捉到 “先復(fù)雜后獲線粒體” 的關(guān)鍵線索，直接否定了 “線粒體優(yōu)先” 假說，證實線粒體是古菌祖先具備一定復(fù)雜性后，通過內(nèi)共生獲得的 “能量升級包”。

CALM 模型：改寫生命演化教科書

基于研究數(shù)據(jù)，團(tuán)隊提出 “復(fù)雜古菌，晚期線粒體”（CALM）假說。

29億年前，阿斯加德古菌在缺氧海洋中啟動基因組復(fù)雜化，逐步演化出類細(xì)胞核結(jié)構(gòu)和細(xì)胞骨架。

數(shù)億年后隨著大氣氧氣上升，已具備復(fù)雜性的古菌捕獲α- 變形菌，后者演化成線粒體，為真核生物的爆發(fā)式演化提供能量支持。

這一模型與華東師范大學(xué)提出的 “氫起源假說” 相互印證，真核生物祖先可能是依賴氫氣生存的厭氧古菌，通過與產(chǎn)氫細(xì)菌融合逐步復(fù)雜化。

沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)格格利?索洛西強調(diào)：“復(fù)雜性進(jìn)化不是一蹴而就的奇跡，而是極端環(huán)境中持續(xù)數(shù)億年的堅韌探索?！?/p>

缺氧行星或藏地外生命

這一發(fā)現(xiàn)徹底打破了 “氧氣是復(fù)雜生命必要條件” 的認(rèn)知，為地外生命探索開辟新方向。

此前科學(xué)家普遍將氧氣作為生命探測的核心指標(biāo)，但地球的案例證明，復(fù)雜生命的萌芽可在缺氧環(huán)境中獨立演化數(shù)億年。

而火星持續(xù)存在的甲烷信號，也暗示地下可能存在厭氧微生物活動。