更新时间:2021-10-17 02:48:05
包括布里斯托大学在内的国际科学家通过创造新技术来研究微生物群落的时间和共同进化,在我们对地球生命前三个季度的认识上取得了重大突破。
为了了解过去,古生物学家求助于化石记录。化石的出现、丰富和多样性为了解动植物的进化史提供了一个窗口,使它们处于一个绝对的地质时期。
但是化石记录对微生物和单细胞生命没有什么好处。化石很少出现在微生物中。除了几个明显的例外,现有的化石太模糊,无法揭示在特定时间存在哪些群体。
对于进化史专业的学生来说,这是一个重大问题,因为几乎所有生命的遗传、生化和代谢多样性都是微生物——无论是现在还是在遥远的过去。
虽然大多数微生物肉眼看不见,但它们在回收营养物质、生产我们呼吸所需的氧气和维持全球生态系统稳定方面的集体行动不容忽视。
在过去,微生物的优势甚至更高。就进化而言,最熟悉的大规模多细胞生命形式群体是动物、植物和真菌,它们是最近5亿年左右相对较新的东西。
这项工作发表在今天的《自然生态与进化》杂志上,是国际合作的结果,其中包括法国里昂的CNRS研究人员、匈牙利布达佩斯Etworth Lorand大学的研究人员和布里斯托尔生物科学研究所的研究人员。
研究人员开发了一种新的方法来计算微生物群的相对年龄——哪些谱系是高级的,然后进化的?
该方法不使用化石日期,而是通过研究古代微生物之间的水平基因转移事件来工作,这可以通过研究它们现代后代的基因组来检测。
水平基因转移是许多微生物从生活在同一栖息地的其他细胞中获得新基因的过程。它是抗生素耐药性迅速蔓延的基础,但也是微生物适应新生态位的更常见方式。
这项研究的合著者之一,来自布里斯托尔的Tom tom Wilhemlms博士说:“这种方法的关键是,基因从一个谱系转移到另一个谱系意味着这两个分支必须大致同时存在:特别是,水平转移基因的受体必须与供体相同或比供体年轻。
“通过系统地扫描现代基因组中古老的基因转移,我们获得了一组相对年龄界限,这些界限结合起来提供了大量关于不同微生物群落相对年龄的信息。”
这一结果为一些没有可靠化石证据的微生物群提供了第一顺序,包括古细菌细胞生命的两个主要谱系之一。