如圖所示，真核細胞大約在20億年前從單細胞生物進化而來。
在太平洋海底深處的泥濘中，科學家們發現了的一種微生物，它就是一團長著觸手的東西，看起來毫無特別之處。但是，根據最新的研究，這種不起眼的小生物可能隱藏著第一個多細胞生命形式是如何進化而來的秘密。
在複雜生物出現之前很久，世界上就有了簡單的單細胞生物、古菌和細菌。在20億到18億年前，這些微生物開始進化，出現了更復雜的生命形式，稱為真核生物（包括人類、動物、植物和真菌）。但是，生命從在海里游泳變成在陸地上走路（在某些情況下，還包括思考和感覺）的這段不可思議的旅程，至今仍鮮為人知。
科學家們此前曾假設，一群名為“Asgard archaea（阿斯加德古菌）”的微生物，是人們熱衷於尋找的真核生物的祖先，因為它們含有與複雜的同類微生物相似的基因。為了分析這些微生物的樣子，以及這種轉變是如何發生的，日本的一組研究人員花了十年的時間收集和分析日本海岸附近Omine山脊底部的泥漿。
研究小組將這些泥漿樣本以及其中的微生物，保存在實驗室的一個特殊的生物反應器中，該反應器模擬了發現這些泥漿的深海環境。幾年後，他們開始分離樣品中的微生物。據報道，科學家們最初的目的是尋找吃甲烷的微生物，這些微生物可能能夠清除汙水。但當他們發現這些樣本中含有一種以前不為人知的“阿斯加德古菌”時，他們決定對其進行分析，並在實驗室中培育它。
(A)單個古菌(B)多個細胞一起生長(C&D)古菌具有觸角狀突起
他們把新發現的這種古細菌命名為“Prometheoarchaeum syntrophicum（簡稱：P. syntrophicum）”，這是以希臘神話中的普羅米修斯命名的，據說他是用泥土創造了人類。研究人員發現，這些古生菌的生長速度相對較慢，每14到25天才會增加一倍。
科學家們經過分析證實，P. syntrophicum有大量與真核生物相似的基因。事實上，這些基因控制著在這些微生物體內產生某些蛋白質的指令，但是這些蛋白質並沒有像預期的那樣，創造出任何類似於真核生物內部的器官結構。
他們還發現，這些微生物的外部有長而分枝的觸角狀突起，可能是用來捕獲路過的細菌。實際上，研究小組發現這些微生物傾向於附著在實驗室培養皿中的其他細菌上。
研究人員對這些古老水域中發生的事情提出了一個假設：大約27億年前，氧氣開始在我們的星球上積累。但由於在一個沒有氧氣的世界裡生活了這麼長時間，氧元素被證明對P. syntrophicum是有毒的。
因此，P. syntrophicum可能已經形成了一種新的適應方式：一種與耐氧細菌結成夥伴關係的方式。這些細菌會給P. syntrophicum提供生存所需的維生素和化合物，而反過來，它們又會以古生菌的排洩物為食。
線粒體
隨著氧氣水平進一步升高，P. syntrophicum可能變得更有攻擊性，它會用其長長的觸手狀結構攫取過路細菌並將其內化。而在P. syntrophicum內部，這種細菌可能最終進化成一種能產生能量的細胞器，就是真核生物生存的關鍵：線粒體。
該研究團隊經過了十多年的努力，成功地培養出了原始古生菌，代表著微生物學的一項重大突破。它為使用分子和成像技術進一步闡明，原古菌的新陳代謝和（真核特徵蛋白）在古細胞生物學中的作用奠定了基礎。研究結果發表在1月15日的《自然》雜誌上。
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