原标题：远古微生物竟能互惠共生

【科普园地】

◎本报记者 张佳欣

人类身体里的每一个细胞都像一座精密运转的工厂，比如，细胞核负责信息管理，线粒体提供能量，各种结构分工明确。

但如果把时间倒退几十亿年，地球上的生命却简单得多。那时候，大多数只是结构单一的微生物。

一个至今仍让生物学家头疼的问题是，当今这样复杂的细胞，究竟是如何从简单生命演化出来的？

生物学中一个由来已久的理论认为，第一个真核生物起源于远古古菌和细菌的紧密结合，最终其中一方吞噬了另一方。这种结合产生了线粒体，也就是细胞的“能量工厂”。

但两个原本独立的生命，为什么没有彼此排斥，反而走向深度“合作”？这个过程一直缺少可以直接观察的证据。

于是，澳大利亚新南威尔士大学领导的科学家团队把目光投向叠层石。这种看似普通的岩石，其实是微生物一层层生长形成的结构，历史可追溯到35亿年前。在澳大利亚鲨鱼湾，这种生态系统至今仍然存在，它就像一扇通往远古生命世界的窗口。

在那里，科学家发现了一类被称为“阿斯加德古菌”的微生物。这类生物近年来受到关注，因为它们的基因中已经出现一些后来复杂细胞才具备的分子结构，被认为可能是接近真核生命的祖先类型。但比起它们“像什么”，科学家更关心的是它们“如何生活”。他们发现，这些古菌几乎无法单独生存，总是依赖其他微生物共同存在。

阿斯加德古菌在自然生境之外极难培养，科学家在实验室中耗费了四五年时间，反复优化条件，始终无法获得纯培养物。在低温电子断层扫描显微镜的帮助下，他们终于看到，两种微生物不仅通过纳米管相连，古菌表面还萌发出链状的小泡和更为复杂的管状结构。更关键的是，两者各自制造着对方所需的化合物，包括维生素、营养物质和氢气，形成了一种互惠共生的关系。

借助深度学习技术，科学家还预测了这些微生物体内的蛋白质结构，从中发现了某些极为古老的细胞“分子机器”的雏形，正是这些机器，后来演化成为复杂生命细胞的核心部件。

这些仍然存在于海底的微生物，并不能直接回答复杂生命如何诞生，却让科学家第一次看到，简单生命之间的“合作”可以具体到如此程度。这些微小而具体的联系，或许正是通往复杂生命起点的那把钥匙。（张佳欣）