北京時間12月22日消息，據國外媒體報道，美國麻省理工學院科學家近日研究發現，大約在30億年前隨著早期動物開始學會如何利用來自太陽的能量，地球上的生命突然進入一個爆發期。
科學家們對遠古基因進行了深入研究，並繪製出一幅地球最早期動物的圖景。他們認為，當微生物開始學會利用氧氣和來自太陽的能量生活時，最早期的生命開始進化和發展。美國麻省理工學院研究人員研究了1000個如今仍然存在的關鍵基因，並掌握了它們是如何從遠古時期進化過來的。
科學家們研製了一種“基因化石”，這種“基因化石”不僅僅可以告訴人們基因是如何形成的，也可以讓人們知道遠古微生物是如何支配這些基因的。他們的計算結果顯示，所有的現存基因，大約有27%形成於33億年前到28億年前之間。在大約5.8億年前，地球上的生命開始進入了一個快速變化時期，即寒武紀生命大爆發時期，當時生命形態複雜多樣。
化石可以幫助古生物學家製定出生命進化的編年史，但是如果想繪製出寒武紀之前的30億年間的生命圖景則相當困難，因為那個時期的軟體動物很少會留下化石印跡。不過，那些早期生命形態仍然留下了一種細微的化石：DNA。
由於所有活著的生物體都從父輩那裏遺傳基因組，因此麻省理工學院的計算生物學家推理認為，他們可以利用現代基因組推想古代微生物的進化過程。他們將不斷增長的基因組庫中的信息與一種數學模型結合起來。這種數學模型考慮到了數百萬年間各種基因遺傳、交換和丟失的因素。
科學家埃裏克-阿爾姆和勞倫斯-戴維將這一時期稱為“太古代大爆發”。由於他們識別的許多新基因都與氧氣有關，因此阿爾姆和戴維首先考慮到，氧氣的出現可能也是造成“太古代大爆發”的原因之一。科學家認為，直到大約25億年前，氧氣才開始在地球大氣層中出現並不斷積聚，並可能在“大氧化事件”中殺死了大量的厭氧生命。阿爾姆表示，“‘大氧化事件’可能是細胞生命史上最嚴重的災難事件，不過我們還沒有發現任何的生物學記錄。”
然而，進一步深入研究發現，利用氧氣的基因直到28億年前的“太古代大爆發”末期才出現。這一發現與地球化學家關於“大氧化事件”的設想更為一致。阿爾姆和戴維相信，他們已經發現了現代電子轉移的最初來源。電子轉移是一個生物化學過程，它負責在細胞膜內運送電子。電子轉移被動物用來呼吸氧氣，植物和某些微生物在光合作用時也需要這一過程，光合作用直接收獲太陽的能量。一種被稱為“生氧光合作用”的光合作用被認為是與“大氧化事件”的氧氣產生有關，也與我們今天呼吸的氧氣有關。
“太古代大爆發”期間的電子轉移進化應該經曆了生命曆史的數個關鍵階段，如光合作用、呼吸作用等，兩個階段都導致生物圈收獲和存儲了大量的能量。戴維表示，“我們的研究結果並沒有說明電子轉移的進化是否直接導致‘太古代大爆發’。但是，我們可以推測到，生物圏得到了更多的能量，因此可以支持更大、更複雜的微生物生態係統。”(彬彬)
（來源：新浪科技）
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