科学家发现复杂生命起源的新线索：我们都是阿斯加德人

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究小组与来自不同机构的合作者一起，对数百种被称为古细菌的微生物进行了基因组分析。他们的研究结果表明，真核生物（细胞内有细胞核的复杂生命形式，包括全球所有动植物、昆虫和真菌）的起源可以追溯到一个共同的阿斯加德古菌祖先。

用生物进化论者的话来说，这意味着真核生物是阿斯加德古菌中的一个"嵌套良好的支系"，就像鸟类是恐龙这个更大群体中的几个族群之一，有着共同的祖先一样。研究小组发现，在阿斯加德古菌中，所有真核生物都有一个共同的祖先。

(相关资料图)

根据这项最新研究，所有复杂生命形式（又称真核生物）的根源都可以追溯到一群名为阿斯加德古菌的微生物的共同祖先。资料来源：德克萨斯大学奥斯汀分校

在距今约 20 亿年之前，还没有发现真核生物的化石，这表明在此之前，只有各种类型的微生物存在。

UT奥斯汀分校综合生物学和海洋科学副教授布雷特-贝克（Brett Baker）说："那么，是什么事件导致微生物进化成真核生物呢？这是一个大问题。拥有这个共同的祖先是理解这个问题的一大步。"

在荷兰瓦赫宁根大学 Thijs Ettema 的领导下，研究小组确定了生命树上与所有复杂生命形式最亲近的微生物，即新描述的 Hodarchaeales（简称 Hods）。Hods发现于海洋沉积物中，是更大的阿斯加德古菌群中的几个亚群之一。

阿斯加德古菌进化于 20 多亿年前，它们的后代现在仍然活着。其中一些已在世界各地的深海沉积物和温泉中被发现，但迄今为止，只有两个菌株能在实验室中成功培育。为了识别它们，科学家从环境中收集它们的遗传物质，然后拼凑它们的基因组。根据与其他可在实验室培育和研究的生物的基因相似性，科学家们可以推断出阿斯加德人的新陈代谢和其他特征。

贝克实验室的研究员瓦莱丽-德-安达（Valerie De Anda）说："想象一下一台时光机，不是去探索恐龙或古代文明的领域，而是深入到可能引发复杂生命曙光的潜在代谢反应中去。我们研究的不是化石或古代文物，而是现代微生物的基因蓝图，以重建它们的过去。"

这项研究分析的部分微生物是利用阿尔文号深海潜水器采集的，图为2018年11月在瓜伊马斯盆地的采集之旅。图片来源：Brett Baker

研究人员扩大了已知的阿斯加德基因组多样性，增加了 50 多个未被描述的阿斯加德基因组作为建模输入。他们的分析表明，所有现代阿斯加德人的祖先似乎都生活在炎热的环境中，以消耗二氧化碳和化学物质为生。与此同时，与真核生物亲缘关系更近的霍奇菌在新陈代谢方面与我们更相似，它们吃碳并生活在更凉爽的环境中。

德安达说："这真是令人兴奋，因为我们第一次看到了产生第一批真核细胞的祖先的分子蓝图。"

在北欧神话中，霍德（Hod，也可拼写为 Höd、Höðr 或 Hoder）是一个神，是奥丁（Odin）和弗里格（Frigg）的盲儿子，他被骗杀死了自己的亲兄弟鲍德尔（Baldr）。

贝克说："我在演讲中一直开玩笑说"我们都是阿斯加德人"。现在这句话很可能会出现在我的墓碑上。"

"对我来说，最令人兴奋的事情是，我们开始看到从生物学家认为的古细菌向更像真核生物的Hodarchaeales过渡。另一种说法是，这些Hods是我们在古生物世界中的姊妹群。"

贝克说，在所有古细菌中，阿斯加德人是产生真核生物的，这是有道理的。与真核生物一样，阿斯加德古菌成员的基因组中也有许多具有多个拷贝的基因。在真核生物中，当基因发生复制时，新的拷贝往往具有新的功能，赋予生物新的能力。这是进化的主要驱动力之一。

"我们不知道这些阿斯加德人的基因复制具体导致了什么。但我们知道，在真核生物中，基因复制导致了新的功能和细胞复杂性的增加。因此，我们认为这也是阿斯加德导致真核生物创新的方式之一。"

研究古菌的科学家发现了许多曾被认为是真核生物独有的蛋白质。这就提出了一个问题： 这些真核蛋白质在古细菌中发挥着什么功能？贝克说："我认为，研究这些更简单的生命形式和它们的真核特征，会让我们对自己有很多了解。"

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