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<p>作者:Charles Choi,LiveScience投稿人发布时间:04/19/2012 07:06 PM生命科学研究表明,最早的细胞是不稳定的化学系统,由少量不稳定的碳基组合物共同生存下来</p><p>地球上的所有生命都以碳为基础</p><p>为了从碳生产生物,生物体经历化学反应,例如光合作用,从环境中的二氧化碳形成有机化合物</p><p>这些被称为碳固定的机制构成了地球无生命化学与其生命之间的最大桥梁</p><p>所有固碳生物都以六种方式之一进行</p><p>尚不清楚六种类型中的哪一种首次出现以及它们的发展如何与环境和生物变化相关</p><p>借鉴这一重要化学的演变将有助于阐明地球上生命的根源</p><p>现在,科学家已经将现代生活中看到的六种碳固定方法追溯到单一的祖先形态</p><p>研究人员通过观察基因的集合和潜在的代谢方面并观察它们的相似性或差异,创建了碳封存家族树</p><p>从这些相关模型中,他们重建了碳固定的完整进化历史</p><p>最早的碳固定生命清楚地结合了多种碳封存机制</p><p>这种冗余在现代细胞中是不可见的,它为早期生命带来了稳健性,并弥补了其对内部化学的精细控制的缺乏</p><p> [照片:8极端生物]“看起来最早的细胞似乎是摇摇晃晃的成分,其组成部分经常失败和失败,”圣达菲研究所的物理学家埃里克史密斯说</p><p> “如何通过这种不稳定的支持维持新陈代谢</p><p>关键是并发和连续冗余</p><p>“这种冗余是后来划分的基础,后者创造了生命之树最早的主要分支</p><p>例如,第一个主要的生命形式分裂 - 支持蓝绿藻和大多数其他细菌的分支和包括古细菌(另一个主要的早期单细胞微生物群)的分支之间 - 首先出现在地球氧气上</p><p>氧气当时对生物有毒,因为它们无法使用它</p><p>形成的危险氧气导致这些分支发散 - 这些分支显然在历史的不同点面对氧气,因为它们追求导致不同氧气响应的不同进化路径</p><p>一旦早期细胞具有更精细的化学物质 - 例如,更好地控制其含量的膜,或更好地控制特定反应的酶 - 生命以可预测的方式发展以响应环境因素,例如碳酸盐</p><p>碱度增加</p><p>这与运气主导进化创新的观点形成鲜明对比,而重新回归和再进化的历史可能导致完全不同的生命之树</p><p> “看起来基础化学和物理学在早期的进化结构中起着巨大的作用,而不是偶然的机会,”Santa Fe研究所的化学家Rogier Braakman告诉LiveScience</p><p>布拉克曼说,目前尚不清楚是否有一个拥有所有这些固碳机制的祖先</p><p> “可能有一个紧密耦合的生物群系经常交换它的部分,特定谱系来自后来,”他说</p><p> “我们的方法在这一点上不区分单一生物体或生物群落</p><p>”研究人员计划研究其他代谢途径,即氨基酸合成,

作者:黄夕