生命進(jìn)化不止一次嗎？研究人員正在尋找答案Credit: Maximillian cabinet/Shutterstock
（神秘的地球uux.cn）據(jù)The Conversation（喬迪·派普斯）：從它卑微的起源開始，生命以無(wú)盡的進(jìn)化究人美麗形式感染了整個(gè)星球。生命的不止起源是最古老的生物學(xué)事件，如此古老以至于除了生命本身的次研存在之外，沒有留下任何明確的員正證據(jù)。這留下了許多問題，尋找其中最引人入勝的答案是有多少次生命神奇地從非生命元素中出現(xiàn)。
地球上所有的生命生命都只進(jìn)化了一次，還是進(jìn)化究人不同的生物來(lái)自不同的布料？生命出現(xiàn)有多困難的問題很有趣——尤其是因?yàn)樗梢越沂驹谄渌乔蛏险业缴目赡苄浴?br>生命的不止起源是現(xiàn)代生物學(xué)的中心問題，也可能是次研最難研究的問題。這一事件發(fā)生在40億年前，員正并且發(fā)生在分子水平上——這意味著幾乎沒有化石證據(jù)留下。尋找
人們提出了許多生動(dòng)的答案開端，從令人作嘔的生命原始湯到外太空。但目前的科學(xué)共識(shí)是，生命是在一個(gè)稱為自然發(fā)生的自然過程中從無(wú)生命分子中產(chǎn)生的，最有可能是在深海熱液噴口的黑暗中。但是如果生命出現(xiàn)一次，為什么不再出現(xiàn)多次呢？
什么是自然發(fā)生？
科學(xué)家們已經(jīng)為自然發(fā)生提出了各種連續(xù)的步驟。我們知道地球富含幾種化學(xué)物質(zhì)，如氨基酸，一種稱為核苷酸或糖的分子，它們是生命的組成部分。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，如標(biāo)志性的米勒-尤里實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)表明這些化合物如何在類似于早期地球的條件下自然形成。這些化合物中的一些也可能是乘坐隕石來(lái)到地球的。
接下來(lái)，這些簡(jiǎn)單的分子結(jié)合起來(lái)形成更復(fù)雜的分子，如脂肪、蛋白質(zhì)或核酸。重要的是，核酸——如雙鏈DNA或其單鏈表親RNA——可以存儲(chǔ)構(gòu)建其他分子所需的信息。DNA比RNA更穩(wěn)定，但相比之下，RNA可以是化學(xué)反應(yīng)的一部分，在化學(xué)反應(yīng)中，化合物進(jìn)行自我復(fù)制。
“RNA世界”假說(shuō)表明，在DNA和蛋白質(zhì)出現(xiàn)之前，早期生命可能已經(jīng)使用RNA作為基因和復(fù)制的材料。
一旦信息系統(tǒng)能夠自我復(fù)制，自然選擇就開始了。這些分子(有些人稱之為“基因”)的一些新副本會(huì)有錯(cuò)誤或突變，這些新突變中的一些會(huì)提高分子的復(fù)制能力。因此，隨著時(shí)間的推移，這些突變體的拷貝會(huì)比其他分子多，其中一些會(huì)積累更多新的突變，使它們變得更快、更豐富，等等。
冒煙的熱液噴口。鳴謝:NOAA/維基百科。
最終，這些分子可能進(jìn)化出一個(gè)脂質(zhì)(脂肪)邊界，將有機(jī)體的內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境分開，形成原始細(xì)胞。原始細(xì)胞可以更好地集中和組織生化反應(yīng)所需的分子，提供一個(gè)包容和有效的新陳代謝。
重復(fù)的生活？
自然發(fā)生可能不止一次。地球可能已經(jīng)產(chǎn)生了幾次自我復(fù)制的分子，也許數(shù)千年或數(shù)百萬(wàn)年的早期生命只是由一堆不同的自我復(fù)制的RNA分子組成，它們有著獨(dú)立的起源，競(jìng)爭(zhēng)相同的積木。唉，由于這一過程的古老和微觀性質(zhì)，我們可能永遠(yuǎn)不會(huì)知道。
許多實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)成功地再現(xiàn)了不同階段的自然發(fā)生，證明它們可能發(fā)生不止一次，但我們不能確定這些在過去發(fā)生過。
一個(gè)相關(guān)的問題可能是，當(dāng)你讀這篇文章的時(shí)候，新生命是否正在通過自然發(fā)生而出現(xiàn)。不過這是不太可能的。早期的地球沒有生命，物理和化學(xué)條件非常不同。如今，如果地球上的某個(gè)地方存在新的自我復(fù)制分子出現(xiàn)的理想條件，它們就會(huì)立即被現(xiàn)有的生命吞噬。
我們所知道的是，所有現(xiàn)存的生命都來(lái)自一個(gè)共同的生命的最后一個(gè)普遍的共同祖先(也稱為盧卡)。如果有其他祖先，他們不會(huì)留下后代。關(guān)鍵的證據(jù)支持盧卡的存在。地球上的所有生命都使用相同的遺傳密碼，即DNA中稱為A、T、C和G的核苷酸與它們?cè)诘鞍踪|(zhì)中編碼的氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，三個(gè)核苷酸ATG的序列總是對(duì)應(yīng)于氨基酸甲硫氨酸。
然而，從理論上講，物種之間可能存在更多的遺傳密碼變異。但是地球上所有的生命都使用相同的密碼，只是在一些血統(tǒng)上有一些微小的變化。生化途徑，如用于代謝食物的途徑，也支持盧卡的存在；許多獨(dú)立的途徑可能在不同的祖先中進(jìn)化，但有些途徑(如用于代謝糖的途徑)是所有生物共有的。同樣，數(shù)百個(gè)相同的基因存在于不同的生物中，這只能通過從盧卡繼承來(lái)解釋。
我最喜歡的對(duì)盧卡的支持來(lái)自生命之樹。獨(dú)立的分析，有些使用了解剖學(xué)、新陳代謝或基因序列，揭示了一種可以用樹來(lái)表示的等級(jí)相關(guān)模式。這表明我們與黑猩猩的關(guān)系比與地球上任何其他生物的關(guān)系都要密切。黑猩猩和我們更接近大猩猩，一起接近猩猩，等等。
你可以選擇任何隨機(jī)的有機(jī)體，從沙拉中的生菜到生物活性酸奶中的細(xì)菌，如果你穿越回足夠遠(yuǎn)的時(shí)間，你將分享一個(gè)真正的共同祖先。這不是比喻，而是科學(xué)事實(shí)。
這是科學(xué)中最令人難以置信的概念之一，達(dá)爾文的生命統(tǒng)一體。如果你正在讀這篇文章，你在這里是因?yàn)閹资畠|年前不間斷的繁殖活動(dòng)。想到生命在我們的星球或其他地方反復(fù)出現(xiàn)是令人興奮的，更令人興奮的是知道我們與地球上所有的生命都有關(guān)系。
作者:休閑
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