美国科学家绘制新的地球生命之树，将LUCA作为生命的共同祖先。

中国网新闻8月2日讯 据美国《史密森杂志》网站消息，在过去几年里，美国研究人员通过DNA分析重绘了地球生命之树，完善了该生命之树的许多细节，但它的“根”一直是研究人员心头的问号。尽管研究人员不能确定生命起源的确切物种，但是最近他们对地球生物最后的共同祖先LUCA（有时也被称为“微生物夏娃”）进行了较为完善的描述。

现代生物由40亿年前的单细胞生物进化而来，分为植物、动物、真菌、原生生物、真细菌和古细菌。其中植物、动物、真菌、原生生物是真核生物，具有以核膜为边界的细胞核。真细菌、古细菌是单细胞生物，没有以核膜为边界的细胞核。

经过40亿年的演变，现代生物体内仍可以见到LUCA遗留的痕迹。因此，德国杜塞尔多夫海因里希·海涅大学的进化生物学家威廉·马丁开始着手研究细菌和古生菌的基因。

LUCA生活在高温火山口附近，以氢气为生

据美国《科学》周刊记者罗伯特·F·瑟威斯的报道，细菌可以交换遗传物质，这使得研究人员很难分辨在单细胞生物的基因在进化中从某一祖先身上获得，还是从其他物种身上获得。因此，追踪细菌的基因非常困难。马丁及其团队分别研究了两种或两种以上细菌和古生菌交换过的基因。结果证明它们的基因可能是遗传获得的，而在非进化过程从其他物种身上获得的。

LUCA的355个基因家族图标。

研究人员梳理了DNA数据库，分析了过去几十年里相继出现的2000种微生物的基因组，研究的完整基因总数达600万。他们发现其中有355个基因家族（源于同一个祖先，由一个基因通过基因重复而产生两个或更多的拷贝而构成的一组基因，它们在结构和功能上具有明显的相似性，编码相似的蛋白质产物。）广泛存在于这些微生物中。这就意味着这些基因是LUCA遗传下来的。研究成果已发布在了《自然》杂志的子刊《自然微生物学》（Nature Microbiology）上。

据《纽约时报》的记者尼古拉斯·韦德报道，一种生活在深海热液喷口附近的极端微生物保存了LUCA的基因。在深海硫化物和金属组成的有毒羽状物周围也生活着相似的生物。许多研究人员认为这就是生命开始的地方。

马丁告诉《新科学家》杂志的记者迈克尔·勒·佩奇这个结果与热液喷口理论恰相一致。

据瑟威斯报道，这些基因显示LUCA生活在没有氧气的地方，呼吸氢气。这就意味着它可能是一种生活在可以产生氢气的高温火山口附近。加州大学洛杉矶分校的一位进化生物学教告诉瑟威斯：LUCA的生活方式与厌氧菌和嗜氢古生菌（the hydrogen gobbling archaea）的生活方式相似，厌氧菌属梭菌，嗜氢古生菌属产甲烷菌。

LUCA细胞结构示意图。

生命源于深海遭质疑，可能源于陆地水池

有研究人员认为马丁研究的生活在热液喷口附近的嗜氢微生物不是真正的LUCA。英国剑桥大学约翰·萨瑟兰的研究表明生命起源于陆地而非深海。萨瑟兰说：“生命可能起源于其他地方，后来由于全球性灾难被推入深海热液喷口等地。比如38亿到40亿年前的在后期重轰炸期，地球由于小行星和彗星的碰撞而被重塑，生命可能因此被带到了深海热液喷口等地。”

太平洋东北部的苏利热液喷口（Sully Vent），与LUCA生活环境相似。

萨瑟兰认为基础化学表明生命可能起源于陆地上温暖的水池，达尔文也曾认为生命起源于“温暖的小水池”。太阳的紫外线是生命形成的关键因素，而它不能到达深海热液喷口。

确定马丁所提出的LUCA是否是真的微生物夏娃，解开地球生命之树的谜团仍需要科学家进行很多实验。（彭文丽）