“鸡和鸡蛋”的进化理论, 科学家有了新发现

在能够复制遗传密码之前，地球上的生命正在从化学反应中捕获能量？关于基因如何在整个生命世界中起作用的新研究增加了这个假设的重要性。

结果会引发原始进化的“鸡和鸡蛋”的辩论，这个问题提出，是先复制RNA还是代谢？

通过时间和一代代动物的回溯，从海绵栋和水母，到复杂的单细胞，最后到简单的细胞，你发现一个难题。

如果复制基因需要能量，而且我们的新陈代谢是由基因所制成的酶调节的，那么我们如何可以获得无代谢基因和无基因的代谢？

一种可能的解决方案是核糖核酸（RNA）作为化学模板和物理结构发挥了多重作用，例如催化第一原始细胞所必需的反应。

这是RNA世界假说的基础，在20世纪60年代，人们提出了一个想法，认为生命起源于达尔文的“温暖的小池塘”，这种复杂的有机化学物质以核酸聚合物的形式出现，既是分子编码，又是分子机器。

这个想法解决了这个悖论，但它本身并不是没有问题：它们自身形成的长RNA聚合物的复杂性，特别是在一个磷酸盐是罕见的世界里。

这并不是说RNA的短串不能自行形成，所有迹象表明我们在古代地球上有条件提供了它们的基本构建块。

但是，首先，有越来越多的证据表明，简单形式的新陈代谢可能已经消失，没有被RNA和蛋白质所束缚。

现在，伊利诺伊大学的GustavoCaetano-Anollés及来自土耳其盖布泽技术大学的同事IbrahimKoc发现更多的理由，认为在被链接到第一个基因之前，生命已经开始代谢。

他们使用了“基因本体联盟”的基因组数据库，从生命之树中选出249种生物，不仅比较其序列，而且比较其每个基因的具体功能。

Caetano-Anollés说：“了解有机体的最佳方式是通过其功能。”简单来说，他们推论出最近的进化史上发展的功能只被很少的生物共享。

同样的道理，功能越普遍，我们可以追溯到后续的发展。

在这个分支树的最基本的基础上，有两个共同的功能：新陈代谢和结合。Caetano-Anollés说：“这两个功能开始很早，因为分子首先需要通过新陈代谢产生能量，并且必须与其他分子通过结合相互作用。

将这一发现与“代谢第一”假说的其他证据结合起来，生命中出现的RNA片段与已经存在的能量释放反应相结合，开发出在建立更复杂的形式之前帮助绑定其他分子原始基因。

Caetano-Anollés说：“有机体可能取代了地球上已经发生的化学反应，并通过开发酶活性将其内化到细胞中。”

他们认为，他们的过程不仅可以用于时间回溯，而且可以用于识别提供我们的基因如何开发新功能的模式，或者根据他们过去表现的线索来设计它们。

正如Caetano-Anollés所说：“重新设计具有新颖有用的分子功能的生物分子的最佳方法是从过去留下的线索中学习原理。”

毫无疑问，关于代谢是否独立于RNA进行辩论，或者如果核酸序列形成，然后再作为催化剂，不会是最终的结论。

但是这样的研究正在慢慢地填补空白，以揭示令人惊奇和复杂的生命故事。