生命进化不止一次吗？ 研究人员正在接近答案

生命进化不止一次吗？ 研究人员正在接近答案

时间戳记：1年2023月10日00:XNUMX AM

从它卑微的起源开始，生命以无穷无尽的美丽形式感染了整个星球。 生命的起源是最古老的生物学事件，其年代久远到除了生命本身的存在之外没有留下任何明确的证据。 这留下了许多悬而未决的问题，其中最诱人的问题之一是生命有多少次从非生命元素中神奇地出现。

地球上的所有生命都只进化过一次吗，还是说不同的生物是从不同的布料上剪下来的？ 生命出现有多难这个问题很有趣，尤其是因为它可以揭示在其他行星上寻找生命的可能性。

生命起源是现代生物学的核心问题，可能也是最难研究的问题。 发生了这个事件 四十亿年前, 它发生在分子水平上，这意味着几乎没有化石证据。

已经提出了许多生动的开端，从令人讨厌的原始汤到外太空。 但目前的科学共识是，生命是在称为自然发生的自然过程中从非生命分子中产生的，很可能是在黑暗中 深海热液喷口. 但如果生命出现一次，为什么不出现更多次呢？

什么是自然发生？

科学家们提出了自然发生的各种连续步骤。 我们知道地球上富含多种化学物质，例如氨基酸，一种称为核苷酸或糖的分子，它们是生命的基石。 实验室实验，例如标志性的 Miller-Urey实验, 已经展示了这些化合物如何在类似于早期地球的条件下自然形成。 其中一些化合物也可能是乘坐陨石来到地球的。

接下来，这些简单的分子结合形成更复杂的分子，例如脂肪、蛋白质或核酸。 重要的是，核酸——例如双链 DNA 或其单链表亲 RNA- 可以存储构建其他分子所需的信息。 DNA 比 RNA 更稳定，但相比之下，RNA 可以参与化学反应，在该反应中，化合物会复制自身——自我复制。

“RNA世界”假说 表明在 DNA 和蛋白质出现之前，早期生命可能已经使用 RNA 作为基因和复制的材料。

一旦信息系统可以复制自身，自然选择就会开始。这些分子（有些人称之为“基因”）的一些新副本将出现错误或突变，其中一些新突变将提高复制能力的分子。 因此，随着时间的推移，这些突变体的拷贝数将多于其他分子，其中一些会进一步积累新的突变体，使它们更快、更丰富，等等。

最终，这些分子可能进化出一种脂质（脂肪）边界，将生物体的内部环境与外部环境分开，形成原始细胞。 原始细胞可以更好地集中和组织生化反应所需的分子，从而提供一种封闭且有效的新陈代谢。

重复生活？

自然发生可能发生不止一次。 地球可能已经多次产生自我复制分子，也许数千年或数百万年的早期生命只是由一堆不同的自我复制 RNA 分子组成，具有独立的起源，竞争相同的构建块。 las，由于这个过程的古老和微观性质，我们可能永远不会知道。

许多实验室实验成功地再现了不同的 自然发生阶段，证明它们可能不止一次发生，但我们不确定这些是否发生在过去。

一个相关的问题可能是，当您阅读本文时，新生命是否正在通过自然发生出现。 不过，这不太可能。 早期地球没有生命，物理和化学条件也大不相同。 如今，如果地球上的某个地方有新的自我复制分子出现的理想条件，它们就会被现有的生命迅速吞噬掉。

我们所知道的是，所有现存的生命都起源于一个共同的最后一个普遍共同的生命祖先（也被称为 LUCA). 如果还有其他祖先，他们不会留下任何后代。 关键证据支持 LUCA 的存在。 地球上的所有生命都使用相同的遗传密码，即 DNA 中称为 A、T、C 和 G 的核苷酸与它们在蛋白质中编码的氨基酸之间的对应关系。 例如，三个核苷酸 ATG 的序列总是对应于氨基酸甲硫氨酸。

然而，从理论上讲，物种之间可能存在更多的遗传密码变异。 但是地球上的所有生命都使用相同的代码，只是在某些谱系中稍作改动。 生化途径，例如用于代谢食物的途径，也支持 LUCA 的存在； 许多独立的途径可能在不同的祖先中进化而来，但有些途径（例如用于代谢糖的途径）在所有生物体中都是共享的。 同样，数百个相同的基因存在于不同的生物体中，这只能通过从 LUCA 继承来解释。

我最喜欢 LUCA 的支持来自生命之树。 一些使用解剖学、新陈代谢或基因序列的独立分析揭示了一种可以表示为树的相关性的层次模式。 这表明我们与黑猩猩的关系比与地球上任何其他生物的关系都密切。 黑猩猩和我们与大猩猩的关系更密切，与猩猩的关系更密切，等等。

你可以随机挑选任何生物，从沙拉中的生菜到生物活性酸奶中的细菌，如果你回到足够远的时间，你将分享一个真实的生物 共同祖先. 这不是比喻，而是科学事实。

这是科学中最令人难以置信的概念之一，达尔文的生命统一论。 如果你正在阅读这篇文章，那么你来到这里要归功于数十亿年前不间断的生殖事件链。 考虑到生命在我们的星球或其他地方反复出现是令人兴奋的，但更令人兴奋的是知道我们与地球上的所有生命体都有关系。谈话

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图片来源： 乔瓦尼·坎切米 / Shutterstock.com

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