科学家重建远古微生物 有望帮助人类寻找外星生物

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科学家利用活微生物中的捕光蛋白来重建地球上古代生物的生命。这些努力可以帮助我们识别其他行星上的地外生命迹象,这些行星的大气层可能更接近我们早期的前氧行星。

科学家重建远古微生物 有望帮助人类寻找外星生物-第1张图片-IT新视野

地球上最早的生物,包括细菌和单细胞古细菌,生活在一个主要是海洋的星球上,没有臭氧层保护它们免受太阳辐射。这些微生物进化出视紫红质,一种将阳光转化为能量的蛋白质,并利用它们为细胞过程提供能量。

加州大学河滨分校的天体生物学家爱德华·施维特曼(Edward schwieterman)是这项研究的合著者,他描述了这项研究:“在地球早期,能量可能非常稀缺。细菌和古细菌发现了如何利用太阳的丰富能量,而不需要光合作用所需的复杂生物分子。”。

视紫红质与人类眼睛中的视杆细胞和视锥细胞有关,使我们能够区分黑暗和看到颜色。它们还广泛分布在现代生物和环境中,如盐池,呈现彩虹般的明亮颜色。

利用一种名为机器学习的人工智能,科学家团队分析了来自世界各地的视紫红质蛋白质序列,并跟踪它们如何随时间进化。然后他们创建了一个家族树,使他们能够重建2500至40亿年前的视紫红质以及他们可能面临的条件。

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他们的发现在最近发表在《分子生物学与进化》杂志上的一篇论文中有详细介绍。

现代视紫红质吸收蓝色、绿色、黄色和橙色光,并呈现粉红色、紫色或红色,因为它们不吸收或补充色素的光。然而,根据团队的重建,古老的视紫红质被调整为主要吸收蓝光和绿光。

由于古代地球没有臭氧层的好处,研究小组推测数十亿年前的微生物生活在几米深的水柱中,以保护自己免受地球表面强烈的UVB辐射。蓝光和绿光最容易渗透,因此最早的视紫红质可能主要吸收这些颜色。

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