通过研究当今生物的基因组，科学家们确定，最后的普遍共同祖先 (LUCA)，即第一个产生当今地球上所有生命的生物，早在 42 亿年前就出现了。
显示早期微生物与病毒相互作用的数字插图。 （科学平面设计）
曾几何时，地球还是一片贫瘠。不知何故，当我们星球历史早期的化学物质开始蠕动时，一切都发生了变化——处理可用物质造就生存、繁殖和繁荣。
自从我们能够问“我是什么？”以来，这个东西是什么，以及它第一次蠕动时，就一直是困扰人类的紧迫问题。
现在，一项新的研究找到了一些答案——生命的出现出人意料地早。
通过研究当今生物的基因组，科学家们确定，最后的普遍共同祖先 (LUCA)，即第一个产生当今地球上所有生命的生物，早在 42 亿年前就出现了。
就背景而言，地球已有大约 45 亿年的历史。这意味着生命首次出现时，地球实际上还处于新生阶段。
英国布里斯托大学的进化生物学家桑德拉·阿尔瓦雷斯·卡雷特罗 (Sandra Álvarez-Carretero) 表示：“我们没想到普遍共同祖先 (LUCA)的年龄如此之大，距地球形成仅数亿年。” “然而，我们的结果符合现代对早期地球宜居性的看法。”
当地球刚刚诞生时，它是一个非常不同的地方，其大气层在我们今天看来极其有毒。目前生命所需的氧气量直到地球进化史上相对较晚的时期才出现，大约 30 亿年前才出现。
但生命在此之前就已经出现了。我们拥有 34.8 亿年前的微生物化石。科学家认为，从大约 43 亿年前开始，地球上的条件可能就足够稳定，足以支持生命的存在。
但我们的星球受到侵蚀、地质和有机过程的影响，从那时起，几乎不可能找到生命存在的证据。
因此，在布里斯托大学的系统发生学家埃德蒙·穆迪的带领下，一组科学家开始寻找其他地方：生物体的基因组和化石记录。
他们的研究基于一种叫做分子钟的东西。基本上，我们可以估计突变发生的速率，并计算突变的数量以确定自相关生物体与共同祖先分离以来已经过去了多长时间。
所有生物体，从最卑微的微生物到最强大的真菌，都有一些共同点。有一个通用的遗传密码。我们制造蛋白质的方式是一样的。有一组几乎通用的 20 种氨基酸，它们的方向都相同。所有生物体都使用三磷酸腺苷 (ATP) 作为细胞的能量来源。
穆迪和他的同事根据这些异同计算出普遍共同祖先 (LUCA)的继任者开始出现分歧已经有多久了。而且，通过使用复杂的进化模型，他们能够更多地了解 普遍共同祖先LUCA 本身——它是什么，以及它如何在对其后代如此不适宜居住的地球上生存。
他们发现，普遍共同祖先 (LUCA)可能与原核生物非常相似，原核生物是一种没有细胞核的单细胞生物。它显然不依赖氧气，因为可用的氧气很少。这对于微生物来说并不意外。因此，它的代谢过程可能会产生乙酸。
但还有其他有趣的事情。普遍共同祖先 (LUCA)似乎并不孤单。
“我们的研究表明 普遍共同祖先 (LUCA) 是一种复杂的生物体，与现代原核生物没有太大区别，”布里斯托大学的系统发育学家 Davide Pisani 说。
“但真正有趣的是，很明显它拥有早期的免疫系统，这表明即使在 42 亿年前，我们的祖先就已经与病毒进行了军备竞赛。”
因为它的代谢过程会产生可以被其他生命体利用的废物，所以它们可能在普遍共同祖先 (LUCA)出现后不久就出现了。
这意味着在行星的进化史上，一个完整的生态系统的形成所需的时间相对较短——这一发现的影响远远超出了我们自己的淡蓝色小点。
布里斯托大学的古生物学家菲利普·多诺霍解释说：“我们的工作汇集了来自多个学科的数据和方法，揭示了对早期地球和生命的见解，这是任何一门学科无法单独实现的。”
“它还展示了早期地球上生态系统建立的速度有多快。这表明生命可能在宇宙其他地方的类似地球的生物圈上蓬勃发展。”
该研究发表在《自然生态学与进化》杂志上。