生命的祖先是超级嗜热菌吗？

海生

現有活着的所有生物都可追溯到一个最近的共同祖先（英文简称 LUCA）——地球上早期出现的一个单细胞生物。这个“最近的共同祖先”是什么意思呢？举个例子：你和你堂哥最近的共同祖先是爷爷，虽然爷爷的爸爸、爷爷的爷爷也都是你们的共同祖先。

据考证，LUCA至少出现在39亿年前，不久之后即分化成两大门类：细菌和古细菌。这两类生物目前占了地球上物种的绝大多数。更复杂的有机体，如海绵、大象和我们人类，要在数十亿年之后才出现。细菌和古细菌的重要区别之一是后者适应了很多极端的环境：比如高温、高压、缺氧、高酸碱度，等等。一般现存的许多古细菌都能适应高温。能耐50℃以上高温的称为“嗜热菌”，少数能耐80℃以上高温的称为“超级嗜热菌”。而细菌一般在水上煮一煮就很容易杀死。

LUCA生活在什么样的环境，这是生命起源的重大问题。许多生物学家相信，它应该生活在海底热液喷口的高温酷热环境，那里的温度超过50℃，甚至达到100℃。

由于年代久远，LUCA不可能保存下标本。LUCA之所以被认为耐高温，是由它的基因组提供线索的。2016年，德国一个小组在LUCA最古老的一些“后裔”中发现它们拥有355个共同基因，于是猜测，这些基因很可能也存在于LUCA身上。

其中有一个基因叫“逆转录酶蛋白基因”，它对于超级嗜热菌是必不可少的。所有超级嗜热菌和部分嗜热菌都拥有该基因，但生活在50℃以下的嗜热菌却没有。所以，如果LUCA拥有逆转录酶蛋白基因，它至少是嗜热菌，甚至可能还是超级嗜热菌，其生活的环境应该不低于50℃。

但是，最近两位法国生物学家却对LUCA是超级嗜热菌的可能性提出质疑。他们从247个细菌和古细菌中鉴定出376个逆转录酶基因，并建了一个谱系来观察它们是怎样从LUCA一代代遗传下来的。他们发现，他们所建立的谱系与已公认的细菌和古细菌的谱系并不一致。

要解释这个不一致，只能假定逆转录酶基因并不存在于LUCA上，而是出现在比LUCA晚的早期古细菌上。但如果LUCA缺乏逆转录酶基因，它就不可能是超级嗜热菌，最多只能是嗜热菌。

考虑到海底热液喷口附近大部分水体都要比90℃低几十摄氏度，因此逆转录酶基因可能不是必需的。所以，如果LUCA生活于海底热液中，但又不具备这个基因，也并不让人感到意外。而逆转录酶基因恐怕是LUCA后裔的一个分支——古细菌，为了适应更高的温度进化来的。

这项研究说明，正因LUCA作为生命的共同祖先并不特别嗜热，所以它的后代完全可以离开海底热液喷口生活，这才有可能离开海洋到陆地，进化出各种各样的生物。