08.22 39億年前地球與另一行星相撞形成月球 並首次出現生命

據《每日郵報》北京時間8月22日報道,英國科學家聲稱,在一顆名為Theia的小型行星與地球相撞後,地球上出現了第一個生命。Theia 對我們的星球進行了“滅菌”,然後形成了月球。這次巨大撞擊的副產品是地球上的第一個生命,科學家們現在發現,地球上首次出現生命的時間,比先前認為的要早1億年。

研究人員回顧了當前動物的進化歷史,目的是尋找“最後的普遍共同祖先”。

他們發現這種動物是地球上每一種生物的祖先,並且可能存在於大約39億年前,當時地球還處於遠古階段。

布里斯托大學古生物學博士生霍利·貝茨(Holly Betts)撰文解釋了這項研究。

科學已經能使我們在太空中旅行並追蹤整個宇宙的歷史,但它還沒有能夠準確地回答生命何時出現在我們這個星球上,以及它們是如何出現的問題。

傳統上,科學家們使用化石記錄試圖回答這些問題。

然而,正如古生物學家們所知道的那樣,時間久遠的化石越來越難以找到。

事實上,在我們研究的化石中,“年齡”超過25億年的並不多見。

原因就在於地球的岩石循環系統,其中年代久遠的岩石通過風化過程被破壞,殘渣進入新形成的岩石中。

這導致我們能找到的任何化石,成分與最初狀態相比都發生了變化。

它們通常根本不含有任何生物“遺骸”。

即使是我們發現的稀有化石也經常很難鑑定,而且無法輕易地與任何特定的現代生物群聯繫起來。

在發表在《自然生態學與進化論》上的論文中,我們決定嘗試以新方式構建生命的時間尺度表。

這一方法利用我們掌握的目前生物體的大量遺傳數據,並應用了分子鐘——這是一種通過破譯基因數據瞭解過去生物體的方法。

39億年前地球與另一行星相撞形成月球 並首次出現生命

找到遠古時代化石的難度越來越大

所有生命都繼承了上一代的遺傳信息,隨著進化事件的發生,這種信息逐漸發生變化。

該方法的基礎是,兩種現存(活的)物種(例如人和細菌)的基因組差異,以與它們不再具有共同祖先的時間大致成比例的方式積累。

通過充當共同祖先時代的粗略指南,化石仍然在這種方法中發揮著至關重要的作用,分子鐘被用來更新這些估計。

這一研究綜合了來自102個生物體的29個基因的分子數據(我們還使用了9塊化石進行校準)。

這些生物體來自整個生命之樹——包括細菌,古生菌(單細胞微生物)和真核生物(多細胞生物,如植物和動物)。

在過程中包含化石對於分析至關重要,因為它們有助於實時聯繫事件。

化石向我們表明,化石時代之前一定存在譜系。

這種方法對於最早期生命的重建是最重要的,因為我們只有很少的化石材料可供使用。

我們的研究成果——生命起源和進化的時間尺度——確實存在相當大的不確定性:每個節點的年代估計,生命之樹上物種具有共同祖先的確切節點。

對於生命之樹上最古老的部分,以及我們掌握數據(化石或分子)最少的部分尤其如此。

然而,我們有希望解決這種不確定性,因為它表明我們的時間尺度並沒有通過顯示精確但錯誤的年代而確立下來。

相反,這意味著隨著新的現存譜系和化石繼續被發現,它們可以被添加到分析中,對生命之樹加以改進和更新——可能導致未來更高的準確度。

39億年前地球與另一行星相撞形成月球 並首次出現生命

我們發現,最後的普遍共同祖先早在最近的小行星撞擊之前就已經存在

所有生物體的祖先

我們發現,“最後的普遍共同祖先”——一種假設的非常早期的單細胞生物,被認為是地球上所有生命的祖先——在“最近的小行星撞擊”之前就已經存在。

這次小行星撞擊發生在約39億年前。

這明顯早於目前公認的最古老的化石證據(估計在35億至38億年前)。

得到確認的最古老化石來自大約34億年前,而可能的最古老化石已在格陵蘭島上被發現,可能來自大約38億年前。

還有一種觀點認為,在一種名為鋯石的41億年前形成的礦物中發現的碳,本質上可能是生物性的。

然而,科學家迄今未能證實這一點。

一些研究人員認為,生命在“最近的小行星撞擊”中存活是不可能的,因此我們最古老的祖先一定出現在這次撞擊之後。

有觀點認為,該事件會給我們的星球“消毒”,並使當時所有的水蒸發。

然而,最近有一些數學模型表明,適合生命的容器可能仍然存在。

我們發現生命的兩個主要譜系——細菌和古生菌——的冠群,在最後的普遍共同祖先之後近10億年才出現。

另一方面,真核生物在地球歷史上相對較晚,大約18億年前才出現。這一發現與先前的研究一致。

我們的時間尺度也讓我們認識了古老的事件,如“線粒體內共生”——形成線粒體的過程。線粒體是為我們的細胞呼吸系統提供動力的細胞器。

真核生物史上的這一重要事件發生在接近它們第一次出現的時候,表明這一事件有助於推動隨後的快速傳播。


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