新“生命之树”诞生,增加上千种新物种
历史上第一颗的“生命之树(Tree of Life)”是由提出演化论的达尔文所亲手画出,简单描绘了物种之间的演化关系,却无法道尽世界上所有的物种。经时间的演变,科学家也在这过程中不断的发现新物种,增加了“生命之树”的复杂性。一研究团队在 11 日公布最新的“生命之树”,也让人类更加了解到自己的渺小。
近年来,科学家发现了上千个新物种,而此发现却也对“生命之树”的描绘有着相当巨大的影响。在这些新物种中,大部分都是一些细菌以及被称为“古菌(Archaea)”的单细胞微生物,但他们的出现却也表示着在人类眼前所能看到的一切,根本只是世界上所有生物的其中一小部分而已。
第一个“世界的生命之树(universal tree of life)”是由美国伊利诺伊大学的 Carl Woese 以及其同事在 1970 年代时,基于达尔文的绘图方式所画出的。Woese 以三大树干呈现世界上的物种,其一为人类所属的真核细胞,另一个则为许多大肠杆菌所属的细菌,最后一类则为刚刚所提的生长在温泉等极端环境的古菌。
如何画出新的“生命之树”?
然而,要画出新的“生命之树”,科学家面临的最大挑战是要怎么在实验室里培养出大量的单细胞微生物了。许多种微生物因为没有办法独立存活,他们是没有办法脱离原环境培养出来。但美国加州大学柏克莱分校的 Jillian F. Banfield 和其同事找到了方法,他们取出像是低洼地以及深海喷泉口等环境中的 DNA,再将其重新组合。
Banfield 与其团队成员花了好几年的时间,搜集数百种新微生物物种的基因组,但他们当时却从未想过这些物种是如何能绘进“生命之树”里的,Banfield 也表示,在忙于重组的过程中,他们也从未成功地将所有的基因组拼凑成完整的新物种,他们后来才终于决定是时候该来重画“生命之树”的图了。
为了了解新物种之间的亲缘关系,研究团队研究了 2,072 种已知物种的 DNA,以及 1,011 种新发现物种的 DNA,并运用超级电脑以分析并评估可能所属的分类,希望能透过这样的方式画出新的“生命之树”。结果出炉后,不仅证明了先前真核细胞与古菌有着非常密切关联的发现外,在细菌的树干部分又画出了极为复杂的枝条,显见世界上生物的多样性是许多人类所未知的。
未参与此计划的内华达大学生物学家 Brian P. Hedlund 表示,这份研究最惊人的是这棵树居然被那些许多科学从未看过或从未在实验室中培养出的物种所支配,很多的生命都是在人类看不见的情况下生长着的。Banfield 也表示,有了这颗全新的生命树后,将能让研究微生物生态学的生物学家、寻找全新基因的生物化学家、以及研究生物演化与地球历史的研究学者对其领域有着更详尽的了解。
此外,Banfield 也表示在未来几年内,此图应该不会有太大的变动,但他也期望未来在“真核细胞”这一类上能有新的发现,并认为真菌方面将可能会有重大的发现。而有了这颗全新的“生命之树”后,不仅让人类对世界的生物多样性改观,也为科学家带来更多能研究的面向。
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