科学家重建远古微生物 有望帮助人类寻找外星生物

2022年9月15日08:45:06科学家重建远古微生物 有望帮助人类寻找外星生物已关闭评论


    科学家在活的微生物中使用光捕获的蛋白来重建地球上远古生物的生命。这些努力可以帮助我们识别其他行星上存在外星生命的迹象,这些行星的大气可能更接近于我们早期的前氧行星。
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    地球上最早的生物,包括细菌和称为古细菌的单细胞生物,居住在一个主要是海洋的星球上,没有臭氧层来保护它们免受太阳辐射。这些微生物进化出视紫红质(rhodopsin),一种能够将阳光转化为能量的蛋白质,并利用它们为细胞过程提供动力。
    加州大学河滨分校的天体生物学家、描述该研究的研究的合著者 Edward Schwieterman 说:“在早期的地球上,能源可能非常稀缺。细菌和古细菌想出了如何在没有光合作用所需的复杂生物分子的情况下利用来自太阳的丰富能量”。
    视紫红质与人眼中的视杆细胞和视锥细胞有关,使我们能够区分明暗并看到颜色。它们还广泛分布在现代生物和环境中,例如盐池,呈现出彩虹般的鲜艳色彩。
    科学家团队使用一种称为机器学习的人工智能,分析了来自世界各地的视紫红质蛋白质序列,并追踪它们如何随着时间的推移而进化。然后,他们创建了一种家谱,使他们能够重建 2.5 到 40 亿年前的视紫红质,以及他们可能面临的条件。
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    他们的发现在最近发表在《分子生物学与进化》杂志上的一篇论文中进行了详细介绍。
    现代视紫红质吸收蓝色、绿色、黄色和橙色光,并且由于它们不吸收或互补色素的光而呈现粉红色、紫色或红色。然而,根据该团队的重建,古代视紫红质被调整为主要吸收蓝光和绿光。
    由于古代地球还没有臭氧层的好处,研究小组推测,数十亿年前的微生物生活在水柱中数米深的地方,以保护自己免受地表强烈的 UVB 辐射。蓝光和绿光最能穿透水,因此最早的视紫红质很可能主要吸收这些颜色。