40亿年前，地球早期的化学过程可能正围绕海底热液喷口展开。在细胞拥有今天所使用的完整机制之前，天然存在的金属帮助驱动了这些化学反应。德国杜塞尔多夫海因里希·海涅大学（HHU）的研究人员与合作机构重建了这一过渡阶段的部分图景，追踪了代谢和酶在细菌与古菌祖先开始分化时发生的变化。 这项发表在《科学进展》（Science Advances）上的研究，考察了早期细胞用于生产生命必需成分的化学网络，并探究了这些反应可能如何获得能量。研究人员得出结论：细菌和古菌向自由生活状态的过渡可能是独立发生的，尽管这两个谱系共享相同的底层遗传密码。 "如果我们能回到40亿年前，亲眼目睹地球上第一批细胞的诞生，我们会看到什么？我们会看到两种截然不同的细胞——先驱细菌和先驱古菌——在热液喷口环境之外首次尝试独立生活。"杜塞尔多夫大学生物学家、该论文第一作者娜塔莉亚·姆尔尼亚瓦茨（Natalia Mrnjavac）说。 姆尔尼亚瓦茨和同事们通过比较基因组、蛋白质结构和化学反应，探究了微生物演化中一个极其早期的阶段——在自由生活细胞出现之前。 "这些比较让我们前所未有地洞察到这样一个演化阶段：由酶催化的代谢，正从地壳金属驱动的自发反应中诞生。"该研究资深作者、杜塞尔多夫生物学家威廉·马丁（William Martin）表示。 研究团队没有聚焦于单个基因或酶，而是考察了细胞用来构建氨基酸的整套反应网络，从而揭示出早期生命从简单化学走向复杂代谢的关键路径。

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