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“生命到底从何而来？”是大家人类了解考虑以来提出的终极问题之一，现在为止，大家并没能力非常不错地解答这个问题。但大家发现回答这个问题的一个重点，从单细胞细菌，到寿命极长的红杉，再到硕大的蓝鲸，甚至包含大家人类，所有生物体其实存在着惊人的相似性。于是，达尔文在其1859年出版的著作《物种起源》中就提出了一个著名的理念——那就是“万物同源”，也就是说所有过去在地球上存活过的生物都有一同的祖先。

1999年，生物学家帕特里克·福泰尔初次将“最后一同祖先”这类单词的首字母组合在一块给这种假想的祖先生物命名为“卢卡（LUCA）”。卢卡作为生命之树的根部，后来分化成了包含细菌、古菌和真核生物在内的生命体系。此后，无数科学家踏上了探寻卢卡“真身”的道路。

2024年7月12日，发表在《自然-生态与进化》杂志上的一项新研究让科学家们在这条道路上又前进了一步。他们发现“卢卡”出现的时间要比以往估计的更早，结构也更复杂。

该研究小组的成员比较了350组古菌和350组细菌的基因组，来探寻它们的一同点，以确定什么特点是最早出现的。他们分别追踪了这类古菌和细菌的个体基因和基因家族的进化模式，通过比较个体基因与物种基因的进化史，更好地探究什么基因被复制、丢失或历程了水平基因转移。

依据上述办法，研究小组得出了几个关于生命起源的要紧判断。

第一，生命一同的祖先“卢卡”的出现时间约为42亿年前，这比之前觉得的38亿年要早得多。大家了解，地球大约形成于46亿年前，也就是说在地球形成不久，最早的生命形式就出现了。这说明生命起源的环境可能要比之前觉得的更简单。

第二，“卢卡”拥有相当庞大的基因组。大到什么程度呢？研究表明“卢卡”的基因组至少包括250万碱基对，编码2600种蛋白质。这比之前的估计要复杂得多，几乎与现存原核生物的复杂程度相同。

那样在早期地球上，卢卡是怎么样存活的呢？科学家发现，卢卡以氢和二氧化碳为食。在没进化出光合用途器官的年代，氢就等于“化学阳光”，为卢卡自己的新陈代谢提供了源源不绝的能量，而它新陈代谢产物(比如甲烷)则可以成为其他生命的养料。所以科学家觉得这种化学的氢循环系统可以支持一个简单的生态系统，而且卢卡并非当时唯一的生命形式，只不过其他生命体已经灭绝，并没可以留下后代。

研究还表明，卢卡的身体里存在着一种抵御病毒侵袭的基因，说明生命自诞生不久就可能具备与病毒斗争的能力或潜力。

在卢卡的身体里科学家还发现了可以保护其免受紫外线伤害的基因，这就表明卢卡可能并不是生活在深海的热泉喷口中，而是可能生活在地表水中，它们可以从大方中捕获二氧化碳和氢气来供养自己。其次，它们体内同时也存在着一种容易见到于嗜热菌的酶——反向旋转酶，意味着卢卡也会会在海底火山口周围繁衍生息。

像如此看起来矛盾的研究结果在早期生命起源的探索中并不罕见。还有些科学家觉得，因为引力有哪些用途，在38亿年之前会发生周围很多的小行星、陨石轰击地球表面的现象，因而这个时期被叫做“重轰期”。在剧烈而频繁的撞击之下，地球表面不可能存在液态水，所以早期生命也没办法出现。

因为大家没办法穿越时间回到生命从无到有些年代亲眼目睹当时的情景，如此相悖的研究结论不难理解。而且，像卢卡这种仅具微小结构的生命也没办法在漫长的地质活动中形成化石，留下确凿的证据，大家只能通过现有些生物和技术方法去作出尽可能贴近真相的推断。本次的研究结果也只是个开始。虽然它汇集了多个学科的数据和办法，但也仿佛只让大家拿到了生命起源这个巨大拼图的一小块。在探究“生命到底从何而来”这个人类终极问题的道路上，大家还任重而道远。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品作者：刘森

出品：中国科协科普部

监制：中国科技出版社公司、北京中科星河文化传媒公司

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