確定不同微生物群體年齡的突破

包括布里斯托大學(xué)在內(nèi)的國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)造研究微生物群落時(shí)間和共同進(jìn)化的新技術(shù)，在我們了解地球上前四分之三的生命方面取得了重大突破。

為了了解過去，古生物學(xué)家轉(zhuǎn)向化石記錄。化石的出現(xiàn)，豐度和多樣性為動(dòng)物和植物群的進(jìn)化歷史提供了一個(gè)窗口，將它們錨定在絕對(duì)的地質(zhì)時(shí)期。

但化石記錄對(duì)微生物，單細(xì)胞生命幾乎沒有任何好處。微生物很少化石，除了一些明顯的例外，可用的化石太模糊，無法揭示哪些群體在特定時(shí)間已經(jīng)存在。

對(duì)于進(jìn)化史的學(xué)生來說，這是一個(gè)主要問題，因?yàn)閹缀跛猩倪z傳，生物化學(xué)和代謝多樣性都是微生物 - 無論是現(xiàn)在還是遙遠(yuǎn)的過去。

雖然大多數(shù)微生物肉眼看不見，但它們?cè)诨厥震B(yǎng)分，產(chǎn)生我們需要呼吸的氧氣以及維持全球生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的集體行動(dòng)是不可忽視的。

過去，微生物優(yōu)勢(shì)甚至更高。目前存在的最常見的大型多細(xì)胞生命形式群體，動(dòng)物，植物和真菌，在進(jìn)化方面是相對(duì)較新的，在過去的五十億年左右發(fā)展。

今天發(fā)表在“自然生態(tài)學(xué)與進(jìn)化”雜志上的這項(xiàng)研究是國際合作的成果，包括法國里昂的CNRS，匈牙利布達(dá)佩斯的EötvösLoránd大學(xué)和布里斯托爾的生物科學(xué)學(xué)院的研究人員。

在其中，研究人員開發(fā)了一種新的方法來計(jì)算微生物群的相對(duì)年齡 - 哪個(gè)譜系首先進(jìn)化，后來出現(xiàn)?

該方法不是使用化石棗，而是通過觀察古代微生物之間水平基因轉(zhuǎn)移的事件，通過研究其現(xiàn)代后代的基因組來檢測(cè)。

水平基因轉(zhuǎn)移是許多微生物用來從生活在同一棲息地的其他細(xì)胞中獲取新基因的過程，它是抗生素抗性快速傳播的基礎(chǔ)，但也是微生物適應(yīng)新生態(tài)位的更普遍的方式。

來自布里斯托爾的該研究的共同作者之一湯姆威廉姆斯博士說：“該方法的關(guān)鍵是從一個(gè)譜系到另一個(gè)譜系的基因轉(zhuǎn)移意味著樹的這兩個(gè)分支必須在大致相同的時(shí)間存在：特別是，水平轉(zhuǎn)移基因的接受者必須與供體譜系的年齡相同或更年輕。

“通過系統(tǒng)地掃描現(xiàn)代基因組中的古代基因轉(zhuǎn)移，我們獲得了一組相對(duì)年齡限制，這些限制結(jié)合起來提供了關(guān)于不同微生物群體相對(duì)年齡的豐富信息。”

這些結(jié)果為幾個(gè)沒有可靠化石證據(jù)的微生物群提供了首次排序，其中包括古細(xì)菌 - 細(xì)胞生命的兩個(gè)主要譜系之一。

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