藝術(shù)家想象的居住在海底細菌墊上的“原甾醇生物群”的原始真核生物集合體。根據(jù)分子化石，發(fā)現(xiàn)原甾醇生物群的個已生物生活在大約16億至10億年前的海洋中，是經(jīng)滅絕的跡我們已知的最早的祖先。鳴謝:TA 2023中途編排
（神秘的生物世界地球uux.cn）據(jù)德國亥姆霍茲研究中心協(xié)會：新發(fā)現(xiàn)的生物標記標志指向了大約10億年前主宰地球上復雜生命的一系列以前未知的生物。它們在細胞結(jié)構(gòu)和可能的自然雜志新陳代謝方面不同于我們所知的復雜的真核生物，如動物、發(fā)現(xiàn)植物和藻類，個已它們適應(yīng)了大氣中氧氣遠少于今天的經(jīng)滅絕的跡世界。
包括GFZ地球化學家克里斯蒂安·哈爾曼在內(nèi)的生物世界一個國際研究小組現(xiàn)在在《自然》雜志上報道了這一進化地球生物學領(lǐng)域的突破。
先前未知的自然雜志“原類固醇”被證明在整個地球中世紀驚人地豐富。原始分子產(chǎn)生于真核生物復雜性的發(fā)現(xiàn)早期階段——將目前化石類固醇的記錄延長到800年以上，直到16億年前。個已真核生物是經(jīng)滅絕的跡一個生命王國的術(shù)語，包括所有動物、生物世界植物和藻類，并通過具有包括細胞核在內(nèi)的復雜細胞結(jié)構(gòu)以及更復雜的分子機器而與細菌區(qū)分開來。
“這一發(fā)現(xiàn)的亮點不僅僅是擴展了當前真核生物的分子記錄，”哈爾曼說，“鑒于所有現(xiàn)代真核生物(包括我們?nèi)祟?的最后一個共同祖先可能能夠產(chǎn)生‘常規(guī)’現(xiàn)代甾醇，負責這些罕見特征的真核生物很有可能屬于系統(tǒng)發(fā)育樹的主干。”
失落世界前所未有的一瞥
這個“莖”代表了共同的祖先血統(tǒng)，是所有仍然活著的真核生物分支的前身。它的代表早已滅絕，然而它們本性的細節(jié)可能會對復雜生命進化的環(huán)境有更多的了解。
雖然還需要更多的研究來評估有多少比例的原類固醇可能具有罕見的細菌來源，但這些新分子的發(fā)現(xiàn)不僅使傳統(tǒng)化石的地質(zhì)記錄與化石脂質(zhì)分子的記錄相一致，而且還提供了一個罕見和前所未有的古代生命失落世界的一瞥。
以大約8億年前現(xiàn)代化石類固醇的首次出現(xiàn)為標志的干細胞群真核生物的競爭性消亡，可能反映了日益復雜的生命進化中最深刻的事件之一。
藝術(shù)家對海底“原甾醇生物群”的兩種原始真核生物的想象。根據(jù)分子化石，原甾醇生物群的生物生活在大約16億至10億年前的海洋中，是我們已知的最早的祖先。鳴謝:TA 2023中途編排
“幾乎所有的真核生物都合成類固醇，例如人類和大多數(shù)其他動物產(chǎn)生的膽固醇，”不來梅大學的Benjamin Nettersheim補充道，他是這項研究的第一作者。
“由于人體膽固醇水平升高對健康的潛在不利影響，從醫(yī)學角度來看，膽固醇的名聲并不好。然而，這些脂質(zhì)分子是真核細胞膜的組成部分，在那里它們有助于多種生理功能。通過在古代巖石中尋找類固醇化石，我們可以追溯日益復雜的生命的進化。”
諾貝爾獎獲得者認為不可能的事情
諾貝爾獎獲得者康拉德·布洛赫在大約30年前的一篇文章中就已經(jīng)對這種生物標志物進行了推測。布洛赫認為，類固醇現(xiàn)代生物合成中的短命中間體可能并不總是中間體。
他認為，在整個地球歷史中，脂質(zhì)生物合成是與不斷變化的環(huán)境條件并行進化的。與不相信能夠找到這些古代中間體的布洛赫相反，內(nèi)特海姆開始在古代巖石中尋找原類固醇，這些巖石是在那些中間體實際上可能是最終產(chǎn)物的時候沉積的。
但是如何在古老的巖石中找到這樣的分子呢？“我們采用了多種技術(shù)，首先將各種現(xiàn)代類固醇轉(zhuǎn)化為它們的化石等價物；否則，我們甚至不知道要尋找什么，”澳大利亞國立大學教授約亨·布羅克斯說，他與奈特斯海姆是這項新研究的第一作者。
幾十年來，科學家們忽略了這些分子，因為它們不符合典型的分子搜索圖像。“一旦我們知道了我們的目標，我們發(fā)現(xiàn)從世界各地數(shù)十億年前的水道中采集的數(shù)十種其他巖石也滲出了類似的化石分子。”
具有生物標志物的最古老的樣本來自澳大利亞的巴尼克里克地層，有16.4億年的歷史。接下來8億年的巖石記錄只產(chǎn)生了原始真核生物的化石分子，而現(xiàn)代真核生物的分子標記在托尼時期首次出現(xiàn)。
根據(jù)Nettersheim的說法，“托尼的轉(zhuǎn)變是地球歷史上最深刻的生態(tài)轉(zhuǎn)折點之一。”哈爾曼補充說，“原始干細胞群和現(xiàn)代真核生物代表，如紅藻，可能已經(jīng)并肩生活了數(shù)億年。”
然而，在這段時間里，地球的大氣層變得越來越富含氧氣——這是藍細菌和第一個真核藻類的代謝產(chǎn)物，對許多其他生物都是有毒的。后來，全球“雪球地球”冰川發(fā)生，原甾醇群落大部分滅絕。所有現(xiàn)存真核生物的最后一個共同祖先可能生活在12至18億年前。它的后代很可能能夠更好地適應(yīng)高溫、低溫以及紫外線輻射，并取代了它們的原始親屬。
由于所有干細胞類真核生物早已滅絕，我們永遠無法確切知道我們大多數(shù)早期親屬的長相，但藝術(shù)努力已經(jīng)創(chuàng)造了初步的可視化效果(見附圖片)，而原始類固醇可能最終會對他們的生物化學和生活方式有更多的了解。
“地球在其歷史的大部分時間里是一個微生物的世界，幾乎沒有留下什么痕跡，”內(nèi)特海姆總結(jié)道。ANU、馬魯姆和GFZ的研究繼續(xù)追尋我們存在的根源——原甾醇的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在讓我們更進一步了解我們最早的祖先是如何生活和進化的。
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