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海洋微物种发现地球上可能存在三域外物种

时间:2024-06-20 16:53 来源:网络 作者: 小未
【未探网探索分享】

一、通过基因培养观测
  基因分析是目前用来进行物种分类和判断的好工具。

我们星球上大部分的生物并非平常所见的动植物,而是看上去像是一个个单一细胞的低等物种体,如果要判断它们在演化树上处于什么位置,物种学家们需要在实验室里培养它们,等有了足够的DNA后再进行基因分析。

但艾森表示,这里的问题是,这些生物的绝大部分,差不多占所有生物的99%,都没法在实验室里被哺育,“它们就像是物种宇宙里的暗物质。


  为了探寻物种的“暗物质”,艾森展开了和地球上最出名的私人基因研究所——文特尔研究所的合作。

对于这项探究“暗物种”的挑战,他和他的同事们采纳了一种现在很前沿的研究方法,叫做“宏基因组学”微物种环境基因组学进行研究,传统的微物种基因序列分析需要在实验室里培养微物种,但用宏基因组学,能直接从环境样品中提取全部微物种的DNA,那就能避开有的微物种很难在实验室里培养的难题。

艾森表示,加上这种方法,无论是环境中采集的还是实验室里培养的,现在没有DNA序列是测不出来的。


  这个发现十分惊人,其可能改写从上世纪90年代以来延续的主流物种分类学法。

研究是加州大学戴维斯分校基因中心的艾森JonathanEisen领头所做。

他与同事们提取了一部分海洋水样本中的DNA进行分析,发现这些样本基因序列十分不同寻常,和人们平时所知的细胞物种似乎关系非常疏远,完全像是来自另外一个全新的物种域。


  二、假设迷雾重重
  在此次研究中,艾森和文特尔提取了“全球海洋取样考察”GlobalOceanSamplingExpedition中采集的海水样品,通过宏基因组学分析,发现其中有一些基因序列和此前所知的彻底不一样,无论如何也放不进现有的演化树中。


  “问题是,它们是哪儿来的?”艾森说。

目前还没有一个科学家能够解答得了,这些基因不知道到底是属于什么物种。

不过,艾森表示,现在出现了两种假设,一种是这些基因序列来自一些很与众不同的病毒,而另一种假设则更为令人惊讶,这些神奇的基因序列或许代表着生命树上一个完全崭新未知的分支。


  这个假设是十分大胆的,物种学界一些人表示激动,但也有一些人认为现在就谈生命的“第四维度”为时过早。

如加拿大渥太华麦克马斯特大学的物种学家古普塔RadheyGupta说,尽管这个发现很有意义,但还是得小心下结论才行,因为可能有更多的解释,比如,这些基因序列可能来自一些生活在独特的环境中的细胞物种,有的环境可能导致物种的基因发生迅速的演变,这就有可能给做基因分析的科学家带来错觉,以为这是在很早很早以前就和其他物种分家了的“新”的生命形式。


  “现在物种是否分成三个域,或者这三个域之间的物种是怎么相互联系的,这些都还有着巨大的分歧。

”古普塔说,“如果再加上对第四个域的讨论,只会让人们更加困惑。


  不过,法国巴黎第六大学科学家巴普苔丝特EricBapteste的回应则更积极一点:“事实就是基因是非常多样的,而且毫无疑问其中的大部分我们都是未知的,要设想还有一个全新的物种域在那儿这也是合情合理的。


  三、演化树面临再次重写
  研究接下来的一个工作就是要更进一步地确定这些序列的来源,将寻找这些基因到底是突然变异的还是从另一个奥秘的“维度”来的。

对这些样本的进一步分析,还能确定这些神奇的基因序列到底属于什么物种体。


  假设艾森等人的进一步工作发现,这些基因序列的确是来自一个全新的物种域,那物种演化树将再次被推翻重写。


  艾森详解说,到上世纪90年代之前,演化树上只有两个分支:一个是真核物种,包括动物、植物、真菌和一些奥秘的物种形式,比如黏液菌;而没有被列入真核物种的,则被称为“其他所有一切物种”。

随着基因分析技术的进步,上世纪90年代后,科学家发现,所谓的“其他所有一切物种”并不能笼统地归在一起,它事实上有两个完全不同的域:细菌和古菌。


  即使这样,物种学家对演化树如何来画依旧是分歧多多,还有不少存在争议的物种,比如拟菌病毒,这是目前所知的最大的病毒之一,有人就认为其应该单独代表一个新的域,它里面带有很多在细胞物种中才有的基因,所以不应该看成是病毒。

“如果你把这些拟菌病毒看成是第四个分支,那我们的序列或许代表着第五个分支,只不过现在我们都还不知道而已。

”艾森说。


 

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