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哈喽,大家好,今天小墨要带大家解锁生命起源的惊天反转 ——《自然》最新研究证实,复杂生命居然在缺氧的 “地狱海洋” 中提前十亿年登场,彻底改写教科书!

长久以来,科学界公认 “氧气是复杂生命的催化剂”,认为真核生物的崛起离不开大气氧气浓度的飙升。

但布里斯托大学团队发表在《自然》的突破性研究,用精密的分子钟技术将这一时间点向前推移了近十亿年,揭示出复杂生命在缺氧海洋中悄然孕育的惊人真相。

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29亿年前的缺氧“生命实验室”

传统理论认为,约 24 亿年前的 “大氧化事件” 后,氧气充沛的环境催生了线粒体这一 “能量工厂”,进而推动真核生物的复杂性爆发。

但布里斯托大学团队对数百个物种的 100 多个关键基因家族分析后发现,复杂生命的进化之路早在 29 亿年前就已开启,彼时地球海洋几乎完全缺氧,对好氧生物而言堪称 “生命禁区”。

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这一结论得到了华东师范大学团队研究的佐证,他们通过411个阿斯加德古菌基因组分析,将真核生物共同祖先的出现时间锁定在 27.2 亿年前,同样早于大氧化事件。

布里斯托大学菲利普・多诺霍教授指出:“细胞核、细胞骨架等复杂特征,并非氧气环境的产物,而是古菌祖先在缺氧岁月中缓慢积累的进化成果。”

生命在学会 “呼吸” 氧气前,就已默默构建起复杂的 “身体架构”。

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分子钟重构 “失落十亿年”

早期软体微生物难以形成化石,导致生命演化史存在长达十亿年的 “空白期”。

布里斯托大学团队突破性地扩展了分子钟技术,通过追踪基因突变速率,结合化石校准点,精准还原了进化时间轴。

不同于传统分子钟仅分析物种分化,该技术首次将100多个编码细胞骨架、细胞核功能的基因家族纳入研究,构建出高分辨率进化图谱。

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巴斯大学汤姆・威廉姆斯教授解释:“我们先搭建时间分辨的生命之树,再定位单个基因家族的演化节点。”

这种跨学科方法,让科学家首次捕捉到 “先复杂后获线粒体” 的关键线索,直接否定了 “线粒体优先” 假说,证实线粒体是古菌祖先具备一定复杂性后,通过内共生获得的 “能量升级包”。

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CALM 模型:改写生命演化教科书

基于研究数据,团队提出 “复杂古菌,晚期线粒体”(CALM)假说。

29亿年前,阿斯加德古菌在缺氧海洋中启动基因组复杂化,逐步演化出类细胞核结构和细胞骨架。

数亿年后随着大气氧气上升,已具备复杂性的古菌捕获α- 变形菌,后者演化成线粒体,为真核生物的爆发式演化提供能量支持。

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这一模型与华东师范大学提出的 “氢起源假说” 相互印证,真核生物祖先可能是依赖氢气生存的厌氧古菌,通过与产氢细菌融合逐步复杂化。

冲绳科学技术大学院大学格格利・索洛西强调:“复杂性进化不是一蹴而就的奇迹,而是极端环境中持续数亿年的坚韧探索。”

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缺氧行星或藏地外生命

这一发现彻底打破了 “氧气是复杂生命必要条件” 的认知,为地外生命探索开辟新方向。

此前科学家普遍将氧气作为生命探测的核心指标,但地球的案例证明,复杂生命的萌芽可在缺氧环境中独立演化数亿年。

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而火星持续存在的甲烷信号,也暗示地下可能存在厌氧微生物活动。