氢分子医学分享 http://blog.sciencenet.cn/u/孙学军 对氢气生物学效应感兴趣者。可合作研究:sunxjk@hotmail.com 微信 hydrogen_thinker

博文

接近复杂生命起源的真相 精选

已有 2422 次阅读 2021-5-20 08:58 |系统分类:海外观察

20198月,进化生物学家大卫·鲍姆(David Baum)翻阅了一本预印本文章与一位远房表亲面对面》,这让他兴奋不已。鲍姆在威斯康星大学麦迪逊分校工作,当时正在研究一种古生菌一种以生活在深海喷口和酸性湖泊等极端环境中而闻名的微生物。古生菌看起来和细菌很相似,但细菌和古菌之间就像细菌和香蕉一样不同

文章中的细胞有触须状突起,使细胞看起来像肉丸,上面附着了几缕意大利面。鲍姆教授花了很多时间想象人类遥远的祖先可能是什么样子,这种微生物是一个完美的原型

古菌不仅仅是在不寻常的地方茁壮成长的古怪生命形式,它们分布非常广泛。古菌们可能是理解地球上复杂生命如何进化的关键。许多科学家猜测,包括变形虫、蘑菇、植物和人类等一切复杂多样的真核生物,代表了我们日常熟知的多姿多彩地球生命,是由一个古老的古菌进化产生的也有人提出另外一种可能,就是真核生物和古菌也由更遥远的共同祖先产生的。

真核细胞是具有复杂内部特征的宫殿结构,包括容纳遗传物质的细胞核产生能量的线粒体,构建蛋白质的独立隔间。一种关于真核细胞进化的流行理论认为,真核细胞起源于古细菌,在进化过程中的某个阶段,与另一种细菌合并共生产生真核细胞具体说就是,几十亿年前的一个古菌,将细菌吞噬入体内,两个完全不同的生命形式共生或杂交成一种新生命形式。被吞噬的细菌就是今天我们人体和许多复杂真核生命的线粒体,古菌就是细胞的基本结构,并逐渐演变出细胞核和多种细胞器,成就了地球上复杂的生命世界。虽然今天对于真核细胞的共生学说成为主流观点,但是人们对这种共生的细节仍然缺乏了解。最新的研究给这种过程提出了更符合逻辑的描述。

研究人员在探索这一想法时遇到了困难,部分原因是古菌很难在实验室中生长和研究。这类微生物受到的关注如此之少,以至于它们的基本生活方式例如,古菌是如何发育和分裂的在很大程度上仍然是一个谜。

现在,研究人员可能比以往任何时候都更接近似是而非的进化答案。由于人们对这些经常被忽视的微生物的兴趣激增,以及不断发明的在实验室中处理古细菌的方法,细胞生物学家正在比以前更详细地观察它们。澳大利亚悉尼科技大学的分子微生物学家Iain Duggin说,在过去十年,关于这一神秘微生物群的出版物几乎翻了一番,对它们生物学的初步研究是非常令人兴奋的。“我们可以做一些有趣的基础实验,做出一些重大的第一步发现,或许可以更清楚地了解最早的真核生物是如何进化的。”

后来发表在《自然》杂志上的那些让鲍姆惊叹不已的照片提供了这样一个观点。12年艰苦培养的结果提示,这是一种被认为与产生真核生物的古生菌密切相关的古生菌。全世界的微生物学家都为这些图片感到兴奋,但对鲍姆来说,它们只是一个被赋予生命的宠物理论。

5年前,他和他的堂兄、英国剑桥医学研究委员会分子生物学实验室的细胞生物学家巴斯鲍姆发表了一项关于真核生物起源的假说。他们预测,它们的祖母可能都长出了突出物,很像论文中古生菌上的那些。他们推断,这些突起会围绕在附近的细菌周围,细菌随后转变为真核细胞的一个特征结构菱形的能量制造器,即线粒体。大卫·鲍姆(David Baum)回忆说,当他盯着这些像意大利面一样的面条时,心想:“哦,天哪,我们是对的。”

d41586-021-01316-0_19168788.png

简单说就是,过去认为这个共生过程认为是古菌把细菌吞噬进入体内,但他们新的观点认为细菌只不过是生活在充满突起的古菌附近,然后逐渐包绕进入体内。

 

The mysterious microbes that gave rise to complex life (nature.com)



https://wap.sciencenet.cn/blog-41174-1287374.html

上一篇:水熊虫的耐受力也有极限!
下一篇:寻找药物新途径,利用细菌制造非自然氨基酸新蛋白

11 孙颉 郑永军 武夷山 农绍庄 杨顺楷 杨正瓴 曾杰 王磊 张晓良 李红雨 王庆浩

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (7 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2021-9-24 16:17

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部