一項基因考古計畫發現,生命譜系中最深的兩支可能各自獨立起源——這意味著地球可能被「接種」過不止一次。
每一本生物學教科書都告訴我們同一個起源故事:地球上的生命只起源一次,在一個化學豐富、高溫的環境中,我們今天看到的一切——從細菌到藍鯨——都是這一次緩慢分支的結果。一筆對生命之樹最深分支的新分析,開始質疑這個前提。
研究人員一直在利用長讀長測序技術,對那些在冥古宙與太古宙以來幾乎未變的環境中發現的微生物——深海熱泉、古老溫泉以及高硫沉積層——進行「基因考古」。他們發現的是兩支基礎性譜系,其分子特徵差異如此顯著,以至於標準的共同祖先模型難以解釋它們。
我們所知的生命在最深的層級上被分為兩個域——細菌域與古菌域——並共享一組生化核心。大多數模型假設一個單一共同祖先(通常稱為 LUCA,最後一個共同祖先)分裂成了這兩個域。新的證據並非否定 LUCA;它暗示 LUCA 本身可能是兩個前-LUCA 譜系相遇、交換化學、融合而成。
這些特徵來自幾個每個活細胞都依賴的基因——核糖體機器、能量轉移蛋白、以及複製遺傳資訊的酶。在某些案例中,細菌與古菌版本的這些基因不只是不同——它們的排列方式只有在各自獨立演化了很久、之後才被縫合起來時才講得通。
如果生命起源過兩次,其含義將極為深遠。它將表示從非生命物質到自複製細胞的化學步驟,並不像我們設想的那麼罕見或獨特。在一顆擁有充足水與能量的行星上,向生命躍升幾乎是一件必然的事情。對於太陽系中其他地方——如歐羅巴、恩克拉多斯或早期火星——尋找生命的任務而言,這比教科書版本提供的信號要溫暖許多。
研究人員提醒,這場辯論仍未結束。分子模式的替代性解釋仍然存在,早期生命的化石紀錄過於稀少,無法單獨決定這個問題。但基因證據已經強到足以讓「兩次起源」從推測進入嚴肅的作業假說。