真核生物起源于一种生活在海洋和泥土中的微生物

一些嗜热古细菌(Archaea)所生活的极端环境——热泉

与科学家们料想的不同,我们的远古祖先既不是海底热泉中生活的微生物,也并非深藏在厚厚的冰块下。真核细胞演化研究显示,真核生物起源于一种生活在海洋和泥土中的微生物。该成果发表在《皇家学会会报,B辑:生物科学》上。

上世纪七十年代,伊利诺伊大学微生物学家C.Woese提出了生物学分类新方法。与传统的形态学分类法不同,他根据短基因序列的相似性来分类:将古细菌(archaea,生活在沸水、火山口、深海等极限环境的微生物)与细菌(常见的病原体)和真核生物(动植物、真菌和原生生物)分开来。在过去的30年里,大量证据证明Woese的分类法是科学的。

然而,真核生物的起源仍旧是个谜题。牛津大学计算生物学家S.Kelly及其同事分析了3500多个功能相似的基因序列,为古细菌建立进化树。之后,研究者们尝试将这一新的系统树分别与最精确的细菌和真核生物系统树整合起来。他们推测,有一种古细菌,能将细菌和真核生物联系起来,并尝试找出这种古细菌。他们分析了几百种可能成为了现生真核生物祖先的古细菌,为它们一一建立系统树,最后计算每个系统树的准确程度,和它们与真核生物的关系。

Kelly和同事们发现,真核生物与最近发现的古细菌科Thaumarchaea 关系最密切。和很多嗜热或嗜冷的古细菌不同,Thaumarchaea科的古细菌更喜欢海洋和泥土中的温和环境。在一些温和的海洋里,这些古细菌能占到生物总量的30%。Kelly说:“它们在土壤里也很丰富。它们能进行生物固氮,有益植物生长,因此占有着重要的生态位。”

“令我困惑的是,以前我们认为真核生物是由热泉起源的,”加拿大阿尔伯塔大学的生物学家J.Dacks说。“Thaumarchaea的生活环境与现代真核生物相似,并且在遗传学上也相似。这些证据支持真核生物起源于Thaumarchaea科的某个成员。”

之前的假说认为,真核生物由古细菌演化而来。近年来,来自基因的数据对这一假说提出质疑。Kelly认为,他的成果算是对这些争议盖棺论定了。因为它清楚地揭示,古细菌起源在先,真核生物来源于某类古细菌。


来源:化石网/faywater





上一篇 下一篇 TAG: 海洋 微生物 真核生物 泥土