火神洛基与地球生命起源扯上了关系

你可能没想到,在北欧神话里专爱捣乱的那个火神洛基(Loki),居然还跟地球上的生命起源扯上了关系。最近有科学家发现了一种名叫Lokiarchaeota的古菌,这个名字就直接取自那位恶作剧之神。这帮家伙生活在冰下2300米深的地方,虽然长得有点吓人,但身体里藏着不少宝贝。它们体内有5个肌动蛋白基因,还有小GTP酶家族成员,甚至能分泌一种切细胞膜的“酶刀”。这些玩意儿要是放在真核生物身上,就是负责骨架搭建、膜泡运输这些核心任务的关键部件。 其实早在上世纪七十年代之前,人们一直以为地球上的生物就只有两种:原核生物和真核生物。直到1977年,Carl Woese在研究16S rRNA时发现了两团“离群”的云团。为了方便称呼,大家管它们叫“古细菌”。后来才知道,这些家伙虽然长得原始,有的却能在盐湖、海底热液口这种极端环境里活得好好的。随着研究深入,Woese把古菌抬到了跟细菌、真核生物一样的位置上,这就把大家原来的“户口本”变成了三域系统:细菌域、古菌域和真核生物域。 不过在八十年代,James Lake提出了一个不一样的想法。他认为原始生命先分出了细菌和古菌两支,后来一支古菌把细菌整个“内吞”进了肚子里。就这样细胞膜内陷,细菌变成了细胞器,慢慢演化出了核膜、内质网这些东西。按照他的说法,真核生物其实就是古菌的“次域”,这样三域又被砍成了两域。 2015年的那个发现就像把这锅汤给彻底搅浑了。瑞典乌普萨拉大学的人在格陵兰—挪威海岭挖出了一块深海沉积物,结果发现了Lokiarchaeota。有了它身上的这些基因作为证据,双域学说的支持者心里可就乐开了花。没想到热闹还没开始多久,法国科学家Patrick Forterre就跳出来泼了一盆冷水。他指出洛基身上的elongation factor 2序列极可能是实验污染造成的,而且Asgard的基因虽然看着像真核生物,但缺少了关键的内含子证据。 这种戏剧性的反转真的很像洛基的做派——放火又救火。但这也说明科学研究从来不是一帆风顺的。为了搞清楚真相,深圳海洋地球古菌组学重点实验室(TIAGOR)的人把船开到了南海海山、墨西哥湾冷泉这些地方去取样。他们想找到更多过渡形态的古菌,用脂类地球化学和代谢组学来补上生命树缺失的那块拼图。 故事讲到现在还没结束呢。不管是双域说还是三域说都有道理,甚至还有可能存在第三种势力。至于真核细胞到底是古菌吞了细菌形成的,还是细菌和古菌合作的产物?这一切都还得看深海钻孔和海底沉积物里的秘密能不能被揭开。火神或者冰神哪个是最终答案?这个问题只能留给未来去回答。不过有一点可以肯定:故事才刚刚开始。