摘要:根据当前主流的科学共识,地球上所有已知的生物都起源于一个共同的祖先。这个观点被称为“最后一位 universal common ancestor”,简称 LUCA。
根据当前主流的科学共识,地球上所有已知的生物都起源于一个共同的祖先。这个观点被称为“最后一位 universal common ancestor”,简称 LUCA。
这并不是说生命只起源了一次,而是说我们今天看到的所有生物(从细菌到人类)都是那一次成功的起源事件的后代。其他可能出现过的生命形式很可能在早期的竞争中失败了,没有留下任何后代。
支持这一“同源论”的证据非常强大,来自多个不同的科学领域:
一、核心证据:所有生命共享的基本蓝图
尽管地球生物形态各异,但在最基本的分子层面上,它们展现出惊人的一致性:
1.统一的遗传密码:几乎所有生物都使用同一套DNA密码子来编码氨基酸。这是一个非常强有力的证据,因为密码子本可以是任意的。如果生命有多个独立的起源,我们很可能会看到不同的遗传密码系统。
2.共享的分子机器:所有细胞都使用核糖体来合成蛋白质,并且核糖体的核心结构在所有生命领域中都非常保守。
3.通用的能量货币:所有生物都使用ATP(三磷酸腺苷)作为细胞内的能量货币。
4.相同的生物化学手性:生命中的重要分子,如氨基酸(几乎都是L型)和糖类(几乎都是D型),都具有相同的手性(旋光性)。如果生命有多次起源,我们预期会看到两种手性混合存在。
二、系统发育学证据(“生命之树”)
通过比较不同物种的基因序列(特别是那些编码必需功能、缓慢变化的基因),科学家可以构建出系统发育树。所有这些研究都指向同一个结论:所有已知生物都可以被追溯并连接到一个单一的根上,形成一个清晰的、有分支的树状结构。
三、LUCA 是什么样子?
LUCA 并不是地球上第一个生命。它是所有现存生物最后一个共同的祖先。科学家通过比较现存生物的基因,反向推断哪些基因是它们都拥有的,从而勾勒出LUCA的特征:
1.它是一个细胞:拥有细胞膜,将内部与外部环境分隔开。
2.它使用DNA作为遗传物质:以双螺旋形式存储信息。
3.它的遗传密码和我们的几乎一样。
4.它生活在一个高温环境中,很可能是在海底的热液喷口附近。
5.它是厌氧的:当时地球大气中没有氧气,所以它不依赖氧气生存。
四、重要的澄清和界限
1. LUCA ≠ 第一个生命:在LUCA之前,肯定有更原始的生命形式(称为“原始生命”或“RNA世界”)。LUCA是这些早期生命形式的“幸存者”和“成功者”,它的后代最终遍布全球并演化成了所有生物。
2. 病毒是否包括在内?病毒是一个特殊情况。它们不能独立繁殖,必须依赖宿主细胞。关于病毒的起源尚无定论——它们可能是在细胞出现之后,从某些细胞的遗传物质“逃逸”并演化而来的退化产物。因此,它们通常不被认为是与细胞生物共享同一个LUCA的独立生命分支。
3. 是否存在“影子生物圈”?有一些科学家推测,地球上可能存在着一种与我们所知的生命完全不同、独立起源的生命形式(例如,具有不同生物化学基础或不同手性的生命)。它们如果存在,将构成一个“影子生物圈”。但到目前为止,还没有任何确凿的证据发现这样的生命。我们目前所知的所有生物,都共享同一个祖先——LUCA。
总结来说,基于所有生命在分子层面上的高度统一性以及系统发育学的分析,地球上的所有生物极大概率都源自同一个共同的祖先——LUCA。这是现代生物学的基石之一。
来源:信行于波
