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复杂生命可能比我们想象的要老十亿年
复杂、有核的细胞生命的起源——从变形虫到人类——可能比我们想象的要早得多。
一项新研究追溯了最初的步骤复杂生活表明这种从更简单祖先的转变始于近30亿年前——很久以前在我们的星球拥有氧气水平之前需要支持一个繁荣的真核生物圈。
这比一些估算中复杂细胞的兴起早了近十亿年，表明进化过程异常漫长，而非复杂性的快速飞跃。
地球上有许多分类方式，但最基本的区分可能是原核生物和真核生物之间的区别。
原核生物，这一类包括细菌和古菌，是地球上最早出现的生命大约40亿年前.原核生物相对简单，本质上由细胞膜、一些坚韧的蛋白质和漂浮的DNA组成。
真核目相比之下，出现得更晚且更复杂，其中核,细胞，精细的内膜，以及更大、结构更严密的基因组。
这些组成部分发展的顺序，以及具体时间，长期以来一直是个悬而未决的问题。最大的未知数之一是线粒体融入时间线——所谓的”强国这些细胞帮助将葡萄糖中的能量转化为一种叫做三磷酸腺苷（ATP）的化学物质，从而为细胞过程提供动力。
科学家认为线粒体最初是自由生活的细菌它安置在另一个牢房，最终与其融合。这次合并的时间很重要——线粒体是先出现并引发了复杂性的变化，还是复杂性先开始，线粒体后来出现。
为了弄清楚这一点，由英国布里斯托大学古生物学家克里斯托弗·凯领导的团队对多种生物的基因进行了分子时钟分析。
“这一方法有两个方面：通过收集数百种物种的序列数据，并结合已知化石证据，我们能够创建出一棵时间确定的生命树。”计算进化生物学家汤姆·威廉姆斯说英国巴斯大学的成员。
“然后我们可以应用这个框架，更好地确定单个基因家族内历史事件的时间点。”
一个分子时钟是一种方法，使科学家能够估算生物体何时分化，何时性状首次出现。基本上，地球上的所有生命形式都有一些共同点，比如通用遗传密码，一组几乎通用的氨基酸，以及普遍依赖ATP作为能源.
科学家可以估算特定DNA序列突变发生的速率，比较多个物种中的同一序列，并倒推估算这些物种何时存在有共同的祖先.他们还可以利用分子时钟来判断性状或基因功能首次出现的时间。
研究人员通过聚焦真核生物与原核生物之间的差异，利用数百个生物的基因重建了真核性状出现顺序的时间线。他们称其模型为CALM，是Complex Archaeon（晚期线粒体）的缩写。
令人惊讶的是，一些最早的遗传特征出现在大约29亿到30亿年前，首次可检测到的肌动蛋白和微管蛋白、简单的细胞骨架以及质子核的早期特征。
随后发生了导致细胞质膜，细胞器称为高尔基以及基因表达系统的多样化，如RNA聚合酶。
线粒体出现得相对较晚——大约在22亿年前出现。
但这一时间点恰好与地球氧气迅速增加的时间相符——这表明，尽管真核生物早已在前途大氧化事件它需要环境变化带来的一点推动力，才能达到今天的水平。
“这项研究的独特之处在于详细探讨这些基因家族实际的功能——以及哪些蛋白质与哪些蛋白质相互作用——全部发生在绝对时间内。”凯说.
“这需要多个学科的结合：古生物学为时间线提供参考，系统发育学为创造忠实且有用的树，分子生物学为这些基因家族提供背景。”
该研究已发表于自然界.
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