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地球の初期の海洋には複雑な生命の秘密の誕生が隠されていた

ブリストル大学が主導し、 自然 12月3日に発表されたこの研究は、大気中の酸素濃度が顕著なレベルに上昇するずっと前に、複雑な生物が発生し始めたことを示している。これまで、多くの科学者は、複雑な生命の出現には豊富な酸素が不可欠であると信じていました。 何億年もの間、地球上の唯一の生物は原核生物でした。より複雑な真核細胞は最終的に進化し、藻類、菌類、植物、動物を生み出しました。 真核生物の起源を再考する ブリストル大学生物科学部の系統ゲノミクス教授で共著者のダビデ・ピサーニ氏は、「初期の原核生物がいつどのようにして複雑な真核生物に変化したかについてのこれまでの考えは、ほとんどが推測の域にあった。中間形態が存在せず、決定的な化石証拠が不足しているため、推定は10億年に及ぶ」と述べた。 この長年議論されてきた変遷を明らかにするために、研究チームは、異なる種が最後に祖先を共有した時期を推定するために使用される既存の「分子時計」手法を拡張した。 「このアプローチには2つの要素がありました。何百もの種から配列データを収集し、これを既知の化石証拠と組み合わせることで、時間分解された生命の系統図を作成することができました。その後、このフレームワークを適用して、個々の遺伝子ファミリー内の歴史的出来事のタイミングをより適切に解決できるようになりました。」と共同筆頭著者であるバース大学生命科学部のトム・ウィリアムズ教授は説明した。 細胞の複雑さはずっと前から始まっていた 研究者らは、複数の生物系にわたる 100 以上の遺伝子ファミリーを調査し、真核生物を原核生物から区別する特徴に焦点を当てました。これにより、複雑な細胞の特徴がどのように発達するのかをより明確に再構築することができました。 これらの発見により、研究者らは真核発生（複雑な生命の進化）に関するいくつかの既存モデルを却下することができた。結果は現在の説明と完全には一致しなかったため、チームは「CALM」と呼ばれる新しいシナリオ、つまり複雑な古細菌、後期ミトコンドリアを提案しました。 CALMモデルの紹介 主著者でブリストル大学生物科学部研究員のクリストファー・ケイ博士は、「この研究を際立たせているのは、これらの遺伝子ファミリーが実際に何をするのか、そしてどのタンパク質がどのタンパク質と相互作用するのかをすべて絶対時間内で詳細に調べていることだ。これを行うには、多くの専門分野の組み合わせが必要だった。タイムラインを知らせる古生物学、忠実で有用な樹木を作成する系統発生学、そしてこれらの遺伝子ファミリーに文脈を与える分子生物学である。これは大きな成果だった」と語った。仕事。」 「我々の最も重要な発見の一つは、ミトコンドリアの発生が予想より大幅に遅れたことだ。そのタイミングは、大気中の酸素が最初に大幅に増加した時期と一致する」と著者でブリストル大学地球科学部古生物学教授フィリップ・ドナヒュー氏は付け加えた。 「この洞察は、進化生物学を地球の地球化学史に直接結びつけます。真核生物の古細菌の祖先は、酸素が豊富になる約10億年前、完全に無酸素状態だった海洋で複雑な特徴を進化させ始めました。」 #地球の初期の海洋には複雑な生命の秘密の誕生が隠されていた