澳大利亚西海岸加塔古杜(鲨鱼湾)的叠层石与微生物垫,被研究人员视为观察早期地球生态系统的重要“活遗迹”。这些结构外观类似岩石与黏性沉积物,但内部富含微生物群落,被认为与数十亿年前地球环境及生命演化过程密切相关。

一项发表于《Current Biology》的研究报告称,研究团队以鲨鱼湾微生物垫为“种子”建立培养体系,开展对阿斯加德古菌(Asgard archaea)的系统性寻找与培养工作。研究人员表示,他们是全球仅有的四个成功培养阿斯加德古菌的团队之一。

研究团队指出,阿斯加德古菌被认为与真核生物具有最近的亲缘关系,而真核细胞的出现是生命演化中的关键事件之一。既有证据显示,早期地球上阿斯加德古菌与细菌之间可能存在某种“结合”或共生关系,并与最早真核生物的形成相关。

在本次研究中,研究人员发现,培养体系中的阿斯加德古菌并非单独存在,而是与一种嗜硫酸盐细菌共存。团队对阿斯加德古菌DNA进行测序,以分析其基因层面的功能特征;同时利用人工智能对蛋白质在真核生物出现之前的行为进行模拟。研究人员据此提出,两类微生物之间存在共享养分等合作迹象。

为进一步观察其形态与相互作用,团队采用电子冷冻断层扫描技术,在纳米尺度下成像细胞结构。研究报告称,研究人员首次在样本中展示了阿斯加德古菌与细菌之间的直接互动:两者之间存在由微小纳米管构成的连接结构。研究人员认为,这种直接接触可能反映了其祖先在早期地球上的相互作用方式,并为理解复杂细胞起源相关过程提供了新的观察线索。

研究还涉及对新发现阿斯加德古菌的命名。研究团队表示,加塔古杜具有重要环境与文化价值,土著居民在当地居住历史可追溯至三万多年前。团队与马尔加纳族语言专家金伯利·奥克利及土著长老合作,将新发现物种命名为“Nerearchaeum marumarumayae”,其中物种名“marumarumayae”源自马尔加纳族语言,意为“古老的家园”,指向叠层石在地球历史中的久远起源。
研究人员同时提到,加塔古杜正面临全球变化带来的压力,包括更频繁的热浪、气旋事件以及人类活动影响。团队表示,当地既承载重要的土著文化联系,也保存着可用于追溯生命演化历程的独特生态记录。
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