科學家培育出「阿斯加德」古菌 有助解釋生命起源

2020-12-22 環京津新聞網

原標題：科學家培育出「阿斯加德」古菌 有助解釋地球生命起源

參考消息網1月19日報導 西媒稱，經過近15年的研究努力，日本科學家首次成功從深海分離並培育出「阿斯加德」古菌。這種神秘的生物可以解釋地球上包括人類在內所有複雜生命形式的起源。

據西班牙《國家報》網站1月18日報導，我們用肉眼可以看到的所有生物都是由同樣的「磚塊」構成的。這些「磚塊」就是擁有細胞器的複雜細胞——真核細胞。地球上的所有植物、動物和真菌都是真核生物。

在地球上，還有另外兩個重要的生命領域：細菌和古菌。後者更加原始，內部沒有細胞器，是最神秘和有趣的研究領域之一。近年來人們認為，大約在20億年前，一種古菌吞噬了另一種微生物，將其吸收後變成了第一種複雜細胞。這是產生地球上所有複雜生命的第一步，但目前還不知道這是如何發生的。

2015年，探索海洋深處的一些北歐科學家發現並命名了「洛基」古菌。這些古菌體內除了自己的DNA，幾乎沒有其他東西，因此研究人員無法在實驗室中分離和培育這種生活在海底逾3000米深處的微生物。這些古菌的基因表明，它們是所有真核生物最近的親戚，而且具有實現真核生物基本功能的關鍵基因，儘管從理論上講它們並不需要這些基因。在那之後，相繼又發現了其他類似的古菌，它們同樣含有真核基因。

2006年，由日本海洋研究開發機構科學家井町寬之（音）率領的研究團隊，從日本附近海域的一處海溝採集了深海沉積物樣本。取樣的位置深度為2500米，溫度為2攝氏度，完全處於黑暗中，未知程度超過火星表面。在分析這些樣本時，科學家們發現其中包含「阿斯加德」古菌。井町寬之和同事們成為第一批培育出活「阿斯加德」古菌的研究人員。

本周，井町寬之團隊發表了研究報告。井町寬之說，培養工作的關鍵步驟是讓「阿斯加德」古菌與其所處環境中的其他微生物一起生長。此外，研究人員還添加了一種不尋常的成分：嬰兒配方奶粉。井町寬之說：「這些古菌很可能將嬰兒配方奶粉中的某些成分作為食物。」

參照微生物的標準，「阿斯加德」古菌繁殖非常緩慢，大約每月一次。最引人注目的是它們相互糾纏的細長觸角。科學家們尚不知道這些觸角的用途，但他們相信，這些觸角對於解釋複雜生命的產生具有重要意義。

根據發表在英國《自然》周刊上的報告，這些研究人員認為，真核生物的祖先是類似「阿斯加德」古菌的一種古菌。

顯微鏡下的「阿斯加德」古菌（英國《自然》周刊）

來源：參考消息網

相關焦點

  • 神秘古菌,揭示生物起源
    來源：經濟日報本周，最新一期的《自然》雜誌，發表了一篇日本科研團隊的論文，日本橫須賀海洋研究開發機構（JAMSTEC）的井町寬之和日本筑波產業技術綜合研究所（AIST）的延優等研究人員，利用深海沉積物培養了一種阿斯加德（Asgard）古菌，對其進行了表徵，試圖揭示真核生物的起源。
  • 「深部生物圈」古菌揭示生命起源—新聞—科學網
    最近幾十年，隨著海洋科技不斷發展，科學家們發現在海洋底部一些黑暗的極端環境下，也有微生物活動的跡象。 最近，上海交通大學微生物海洋學實驗室教授王風平領導的研究團隊在《自然—微生物學》（Nature Microbiology）上發表文章，解析了深部生物圈一類重要新古菌門——「深古菌」中部分類群的特殊代謝機制和生物地球化學功能，為科學家查明早期生命起源打開了窗口。
  • 探索生命第三種形式——古菌
    事實上，古菌是一個「四不像」，它與細菌有很多相似之處，又與真核生物有許多特徵相似。李猛表示，古菌的細胞形態、細胞結構與細菌相似，但在基因組複製、轉錄與翻譯等遺傳信息傳遞體系上更靠近真核生物。此外，與細菌和真核生物都不同，古菌的細胞膜結構是相對獨立的。「基於這些證據，美國科學家卡爾·沃斯認為這屬於第三種生命形式。」李猛說道。
  • 古菌:生物可能起源於此,又或是第三種生物體!
    古菌又稱古細菌、太古菌。古菌到底是什麼樣子的呢？古菌是單細胞微生物，生活在極端環境下，可以說古菌是生命生存的極限。在大自然中，也就只有超高溫的火山口、海底熱液口、沼澤和鹽湖等等常規生物不能存在的地方，才可以找到它們。三域系統1977年，古菌的概念才被美國科學家卡爾·烏斯所提出。
  • 科學家擬建古菌資源庫
    出海進行科考的科學家們。古菌學家張教授和同事們在尋找古菌這種最古老的生命體。文/圖 廣州日報 全媒體記者鮑文娟、王納古菌被認為地球最早的生命恐龍為何滅絕？一直以來科學界有數十種猜想。如今，張傳倫牽頭成立的南方科技大學古菌地球組學重點實驗室,是我國首家以古菌為主題的研究實驗室，這一群古菌研究者們正在籌建深海古菌和基因資源庫，去撥開這一古老物種身上的層層迷霧。深海的未知環境，激發了科學家極大的好奇心。自上世紀九十年代起，科學家在一次次遠航中，獲得了珍貴的海底沉積物，堪稱現實版的《海底兩萬裡》。
  • 古菌:無所不在 活出極限
    第三種生命形式 儼然是個「四不像」與細菌和真核生物相比，大多數人可能對古菌比較陌生，古菌（Archaea）是與細菌和真核生物並列的第三種生命形式，又稱古細菌、太古菌或太古生物，是原核生物中的一大類。之所以稱其為「古」菌，與其在地球上的出現時間有關。
  • 外媒:科學家發現富含磷元素新星體 有助解釋地球生命起源
    新華社北京8月5日新媒體專電 據埃菲社報導，西班牙科學家參與的一項研究發現了一類富含磷元素的新星體，有助於解釋銀河系中磷的起源以及磷與地球生命出現之間可能存在的關係。報導稱，磷、碳、氮、氧、硫這5種元素對地球生命發展至關重要，因為它們是DNA分子的組成成分，也是細胞能量交換必不可少的元素。專家指出，磷在地球上含量有限，因此與其他4種元素相比，磷是生命的「限制」元素。儘管如此，磷在地球上的含量也比銀河系的平均值要高，對此尚無可靠解釋。
  • 科學家培養出單細胞古菌,或將促進真核生物研究以及基因編輯技術
    生命起源於一種簡單的細胞，當細胞產生的時候，也就預示著生命邁出了重要的一步。那麼生命是如何一步一步完成進化呢？近期有一項科研成果，或許會給我們帶來一些啟發，也許會對生命的演化有很大的幫助。這個研究是一個日本科學家團隊的成果，他們通過很多年的努力，才有了這次突破，可以說非常不容易，我們來具體地說一下。
  • 古細菌,一種最古老的生物體,細胞起源於原核生物?
    目前我們所認知的生命起源，是通過線粒體和葉綠體所合成的細胞器。目前，細菌存在於各處，但是卻沒有存在於單細胞微生物中。據專家介紹，單細胞微生物與真核生物一樣，沒有細菌，細胞中只包含了細胞核和細胞膜。目前，我國研究所所認知的古細菌，與細菌有很大的相似之處，簡單來說，他們都缺乏細胞中的細胞核和細胞膜，因此在此種情況下，細菌可以到任何地方。目前，我們擁有了一種生命起源的假說，那就是細胞起源於原核生物。所謂原核生物起源於真核生物細胞，研究人員表示，最原始的細菌分為兩種，即細菌和古細菌。
  • 氫氣與生命起源
    現生的一些極端嗜熱的古細菌和甲烷菌可能最接近於地球上最古老的生命形式，其代謝方式可能是化學無機自養。澳大利亞西部瓦拉伍那群中35億年前的微生物可能是地球上最早的生命證據。 原始地殼的出現，標誌著地球由天文行星時代進入地質發展時代，具有原始細胞結構的生命也開始逐漸形成。
  • 生命的祖先是超級嗜熱菌嗎?
    據考證，LUCA至少出現在39億年前，不久之後即分化成兩大門類：細菌和古細菌。這兩類生物目前佔了地球上物種的絕大多數。更複雜的有機體，如海綿、大象和我們人類，要在數十億年之後才出現。細菌和古細菌的重要區別之一是後者適應了很多極端的環境：比如高溫、高壓、缺氧、高酸鹼度，等等。一般現存的許多古細菌都能適應高溫。
  • 北大西洋深海古菌:從原核到真核的橋梁
    2015年5月15日訊/生物谷BIOON/   科學家們普遍認為，20億年前，單細胞結構簡單的原核生物產生了結構更加複雜精細的真核生物。最終，這些真核生物不斷發展，形成了今天豐富的生物種類，比如真菌，植物，還有我們這樣的動物。然而，從原核到真核，這個轉變的具體細節仍然無法得知。
  • 生命科學的四個篇章
    隨意翻開一些頂級學術期刊，總能看到來自生命科學各種領域的突破。如果把生命科學的定義擴展為一切與生命有關的科學，從微生物到生態環境，從古生物到人類，我們更能看到科學向人類展示的一幅與生命有關的更大圖景。 起源之謎  在實驗室中培育分離出洛基古菌 ○ 圖片來源：Imachi, H. et al. [2]我們是古菌進化而來的嗎？
  • 科學家發現不用胺基酸就能合成多肽 有望回答生命起源之謎
    今日，頂尖學術期刊《自然》在線發表了一項來自英國的研究：科學家們發現，多肽的合成，竟然可以不需要胺基酸的參與！該研究的官方新聞稿也指出，它有望讓我們更好地了解生命起源之謎。「多肽是由胺基酸組成的長鏈，它是地球上所有的生命都需要的關鍵要素，」本研究的負責人，倫敦大學學院（University College London）的Matthew Powner教授解釋道：「它們能進一步形成蛋白質，負責生物學的進程。」
  • 古菌的發現,既不是真核也不是原核生物,是生命的第三種形態
    有的古菌在無氧環境下靠完成硫的轉化獲得營養。這些古菌代表著地球生命的極限，它們處於生物圈的外圍，因此人們常以古菌來確定生物圈的範圍。後來人們發現，在一般的自然環境下也能找到古菌，如土壤、海水、沼澤地、水稻田，甚至在反芻動物的胃液中，也有古菌的蹤跡。圖為一種5微米的長嗜鹽古菌。