约公元前39亿年/最后一位共同祖先
查尔斯·达尔文(Charles Darwin,1809—1882)
生命之树暗示了我们的共同起源,这个隐喻被用于世界各地的宗教和神话中。这幅生命之树的画作来自沙基汗宫(约1797年),现在它被展示在阿塞拜疆国家艺术博物馆中。
生命的起源(约公元前40亿年),原核生物(约公元前39亿年),真核生物(约公元前20亿年),达尔文的自然选择理论(1859),脱氧核糖核酸(DNA,1869),酶(1878),米勒—尤列实验(1953)
查尔斯·达尔文的进化论假定地球上的所有生命都源自同一位祖先。在《物种起源》一书中,达尔文写道:“因此我通过类比推断,地球上生活过的所有有机体都源自同一个原始形态,最先拥有生命的便是这个原始形态。”这最后一位共同祖先(LUCA)也被称为最近公共祖先(LCA),它其实未必是最初的生命体。它是时间点上最晚的祖先,所有其他现存生命在约39亿年前都从它开始分支进化,它们现在都还共享着它的遗传特征。生物体有三个主要分支:一是真核生物,包括植物、动物、原生动物,以及其他拥有细胞核的生物;另外两个分支则是没有细胞核的细菌和古细菌。
对遗传特性的这一探索结果使我们得知,LUCA的形态显然难以确定,并且极有争议。当探索开始时,人们假定LUCA是一种原始简单的聚合体,但现在我们确信这种假想过于简单化了。2010年进行了一次正式测试,以评估LUCA应该有哪些共同特征。
LUCA是一个单细胞有机体,它的细胞外包裹着类脂膜。其他一些特征属于遗传学、生物化学、能源和复制的综合领域。在所有的生命形态中,遗传信息被编码纳入脱氧核糖核酸(DNA),根据基因编码,DNA被转录用于酶和其他蛋白质的合成。从细菌到人类的所有生物,都拥有几乎完全一致的基因编码。遗传信息的转录过程支持了LUCA的概念,生命显然不太可能起源于多个祖先。
LUCA的识别过程中最复杂的状况之一与基因交换相关。事实表明,基因能在微生物之间迁徙,这就使我们很难判定我们所观察到的特征究竟是生物共有的,还是交换所得的。■