来源： Nature Portfolio
随着科学家对神秘的古菌有了更多的了解 ， 他们发现了组成人体、植物体及其他生物的复杂细胞的演化线索 。
2019年8月 ， 演化生物学家David Baum正在兴奋地翻阅一篇预印本论文 ， 并得以当面（当着细胞的面）与一位远亲相逢 。 在威斯康星大学麦迪逊分校工作的Baum专门研究一种古菌：一种因生活在极端环境中（如深海喷口和酸性湖泊）而闻名的微生物 。 古细菌和普通细菌看起来很像 ， 但两者其实有着天壤之别 。 这篇bioRxiv预印本论文中的古菌有触须状突起 ， 看上去就像粘了几根意大利面的肉丸 。
Baum花了很多时间想象人类遥远的祖先可能是什么样子 ， 而这种微生物是个完美化身 。

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科学家花了12年时间 ， 培养了一种生长缓慢、有触须的古菌 ， 他们认为这种古菌与复杂细胞的祖先相似 。 来源：Hiroyuki Imachi ，Masaru K 。Nobu and JAMSTEC
古菌不仅是长在怪地方的奇异生命体——它们其实到处都有 。 此外 ， 古菌可能是弄清地球上复杂生命如何演化的关键 。 许多科学家猜想 ， 一种古老的古菌演化出了真核生物群 ， 包括变形虫、蘑菇、植物和人类 。 但也有可能 ， 真核生物和古菌都是由某种更古老的始祖演化而来 。
真核细胞具有精巧复杂的内部结构 ， 包括容纳遗传物质的细胞核 ， 和产生能量和合成蛋白质的单独区室 。 有关其演化的一种流行理论认为 ， 它们是由一种古菌在演化过程中与另一种微生物融合而来 。
但在探索该观点的时候 ， 研究人员遇到了困难 ， 部分原因是古菌很难在实验室中生长和研究 。 这些微生物受到的关注太少 ， 以至其生命形式的基础（例如如何发育和分裂）都大多不为人知 。
现在 ， 研究人员可能前所未有地接近演化上的合理解答 。 由于人们对这些默默无闻的微生物兴趣激增 ， 以及实验室古菌培养上不断有新方法的突破 ， 细胞生物学家得以比过去更加细致地对其进行研究 。 澳大利亚悉尼科技大学的分子微生物学家Iain Duggin说 ， 关于这类神秘的微生物的论文在过去十年里几乎翻了一番 ， 对其生理习性的新研究非常激动人心 。 “我们能做些有趣的基础实验 ， 取得一些重大的初步发现 。 我们或许能对最初真核生物的演化得到更清晰的认识 。 ”
那些令Baum惊叹的图片后来发表在《自然》上 ， 它们正提供了这样的认识 。 这是对一种古菌进行了12年艰苦培养的结果 ， 这种古菌被认为与真核生物的祖先十分相近 。 全世界的微生物学家都为这些图像兴奋不已 ， 但对Baum来说 ， 它们意味着一种深受偏爱的理论终于有了生命 。
五年前 ， 他和英国医学研究理事会（MRC）分子生物学实验室（LMB）的细胞生物学家Buzz Baum一起 ， 发表了一项真核生物起源假说 。 他们预测 ， 真核生物的祖先可能有突起 ， 就像前述论文中的古菌那样 。 他们推断 ， 这些突起缠绕着附近的细菌 ， 这些细菌后来转变为真核细胞的一个典型细胞器——胶囊形的能量工厂 ， 即线粒体 。
当David Baum盯着古菌上意大利面条一样的突起时 ， 他回忆起自己当时在想：“我的天呐 ， 我们是对的 。 ”
基础奥秘
如果真核生物确实是升级版古菌 ， 那么科学家必须理解古菌 ， 才能搞懂更复杂的细胞是如何形成的 。 研究真核生物和细菌的科学家已经钻研了几十年细胞的分裂和生长 ， 但古菌的内在机制仍没搞清楚 。 德国弗莱堡大学的分子微生物学家Sonja Albers说：“古菌的生物机制与其他细菌差别很大 。 ”例如 ， 在不同微生物中 ， 相关的蛋白质可能承担不同的工作 。 Duggin说 ， 这使得古菌研究非常吸引人 ， 同时也很重要 ， 因为研究人员可以在各组之间进行比较 ， 寻找细胞核及其他细胞器的起源线索 。