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地球上最早的生命形态，漂浮在原始海洋的浮沫中，最终孕育了树木、蜜蜂和人类，这不仅是达尔文主义流行的概念，也是许多研究人员赖以作为其工作基础的重要生物学前提。
在19世纪，查尔斯·达尔文超越了其他人，他们曾提出所有哺乳动物或动物可能有一个共同祖先，并提出地球上所有生命——植物、动物和细菌——可能有一个共同祖先。
一项新的统计分析将这一假设付诸实践，并发现它不仅站得住脚，而且确实非常可靠。
从DNA的发现和破译中，难道不已经很明显所有生命形式都起源于一个共同的有机体——或者至少是一个基础物种吗？ 不，道格拉斯·西奥博尔德说，他是布兰迪斯大学生物化学助理教授，也是新研究的作者，这项研究详见5月13日出版的《自然》杂志。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。） 事实上，他说，“当我开始研究它时，我真的不知道答案会是什么。”
尽管正式测试进化存在困难——尤其是追溯到生命本身的出现——西奥博尔德还是能够对生命三个主要分支（真核生物、细菌和古菌）中23种普遍保守蛋白质的氨基酸序列进行严格的统计分析。 通过将这些序列插入到各种关系和进化模型中，他发现，与下一个最可能的 сценарий（涉及多个独立的祖先）相比，一个普遍共同祖先产生现代蛋白质序列变异的可能性至少高出 10^2,860 倍。*
新西兰梅西大学分子生物科学研究所理论生物学教授、一篇相关社论的合著者大卫·彭尼说，“进化在可以测试的地方表现良好。” 然而，他指出，进化可以使“关于过去的（尤其是定量的）可检验的预测”充其量是棘手的。“西奥博尔德能够设计一个正式的测试，”他说，“这太棒了…… 这可能会导致对假设的正式评估的期望值大幅提升，这将对所有人都有帮助。”
共同祖先的激烈争论
西奥博尔德说，20世纪中期关于DNA普遍性的发现“确实让人们确信”，在流行文化和学术文化中都确立了地球上所有已知生命都只有一个共同的普遍祖先。 他指出，从那时起，“它就被广泛认为是真的”。
但在过去的几十年里，一些圈子里出现了新的怀疑。 微生物学家对简单生命形式的遗传行为有了更好的理解，这可能比典型的、基因从一代到下一代的垂直转移要模糊得多。 细菌和病毒等微生物在个体之间甚至物种之间横向交换基因的能力改变了对进化图谱的一些基本结构理解。 通过水平基因转移，遗传标记可以在分支之间快速移动，迅速将传统的树变成一个错综复杂的网络。 西奥博尔德说，这种动态“对生命之树模型提出了质疑”。 而且，“一旦你对它产生怀疑，它也会对共同祖先产生怀疑。”
随着古菌作为生命的第三个主要领域——除了细菌和真核生物之外——的发现，许多微生物学家对所有生物都只有一个共同祖先变得更加怀疑。
进化的测试
其他研究人员已经对生命的某些部分进行了测试，包括彭尼在 1982 年进行的类似统计分析，测试了几种脊椎动物物种的关系。 西奥博尔德将这篇论文描述为“很酷，但问题是他们没有测试普遍祖先”。 然而，随着基因分析和统计能力的进步，西奥博尔德看到了为所有生命创建一个更全面的测试的方法。
在他的研究过程中，西奥博尔德一直遇到分子生物学中一个常见但“几乎棘手的进化问题”。 许多大分子，如蛋白质，具有相似的三维结构，但遗传序列却大相径庭。 困扰他的问题是：这些相似的结构是趋同进化的例子还是共同祖先的证据？
西奥博尔德说，“所有关于共同祖先的经典证据都是定性的，并且基于共同的相似之处。” 他想弄清楚，关注这些相似之处是否正在误导科学家。
被抛弃的假设
大多数人甚至科学家都基于这样的前提运作，即遗传相似性意味着共同的关系或祖先。 但正如外貌或结构的相似性一样，西奥博尔德指出，这些假设“可能会受到批评”。 自然选择提供了许多趋同物理进化的例子，例如负鼠和蜘蛛猴的卷尾，或食蚁兽和犰狳的长而粘的食虫舌头。 此外，加上水平基因转移，也可以对遗传序列提出类似的论点。
西奥博尔德说，“我真的退后一步，试图在这个分析中尽可能少地假设。” 他运行了各种统计进化模型，包括考虑了水平基因转移的模型和其他没有考虑水平基因转移的模型。 结果，考虑了水平基因转移的模型最终为普遍共同祖先提供了最多的统计支持。
模糊的起源
西奥博尔德说，他最令人惊讶的结果是“它们对共同祖先的支持有多么强烈”。 他说，与其对仅仅支持一个长期以来的假设感到失望，不如说至少“总是很高兴知道我们走在正确的轨道上”。
这些发现并不意味着普遍共同祖先为早期进化动力学建立了“生命之树”模式。 然而，它们也没有推断出“生命之网”结构。 西奥博尔德说，树与网的争论在“目前的进化生物学中仍然非常具有争议性”，他不愿自己选边站。
剩下的另一个重大未知数是这个普遍共同祖先何时存在，以及它可能是什么样子——这是一个需要比西奥博尔德的统计模型更多的方法才能回答的问题。 西奥博尔德还指出，对普遍共同祖先的支持并不排除生命不止一次独立出现的可能性。 然而，如果其他完全不同的谱系确实出现，它们要么已经灭绝，要么仍然未被发现。
彭尼指出，研究可能会继续深入到早期进化的这些昏暗的角落，因为“科学家永远不会满足”。 他预计研究人员将尝试追溯到更早的时候，在 DNA 接管之前，并评估 RNA 时代的早期进化阶段。
彭尼说，在更基础的层面上，这篇论文不应结束对祖先假设的评估。 相反，它应该提醒人们，“我们从未想到所有可能的假设，”他说。 “所以我们永远不应该停止考虑我们尚未想到的新方法。”
*勘误（2010年5月13日）：这句话在发表后被修改。 它最初表示，普遍共同祖先的可能性高出 10 倍以上。