摘要：真核生物起源之谜一直备受关注，研究人员针对其在阿斯加德古菌（Asgard archaea）中的系统发育位置争议，分析 223 个新的 Asgard 古菌基因组。结果表明真核生物在 Heimdallarchaeia 多样化之前演化，支持了氢假说。这一成果改写了对

2025年05月08日 12:53广东

真核生物起源之谜一直备受关注，研究人员针对其在阿斯加德古菌（Asgard archaea）中的系统发育位置争议，分析 223 个新的 Asgard 古菌基因组。结果表明真核生物在 Heimdallarchaeia 多样化之前演化，支持了氢假说。这一成果改写了对真核生物早期演化的认知。

在生命演化的长河中，真核生物的起源一直是科学界的未解之谜，如同神秘的宝藏吸引着无数科研人员探索。随着对阿斯加德古菌研究的深入，它被认为与真核生物有着密切的亲缘关系，然而，真核生物在阿斯加德古菌中的具体演化位置却存在诸多争议。不同研究基于有限的样本和不同的分析方法，得出的结论大相径庭，这使得真核生物早期祖先的代谢特征和演化时间尺度难以明确，严重阻碍了人们对生命演化历程的深入理解 。

为了揭开这层神秘的面纱，华东师范大学和深圳大学的研究人员展开了深入研究。他们通过分析大量的阿斯加德古菌基因组，试图厘清真核生物与阿斯加德古菌之间的关系，进而推断真核生物祖先的特征。研究成果发表在《Nature》上，为生命演化研究带来了新的曙光。

在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，从中国沿海湿地的 14 个地点采集了 40 个沉积物样本进行宏基因组测序，获取了丰富的原始数据。接着，利用 Trimmomatic 和 SPAdes 等软件对测序数据进行处理，重建了 11,878 个宏基因组组装基因组（MAGs），并从中筛选出 223 个高质量的阿斯加德古菌 MAGs 。然后，通过整合多个已有的标记蛋白数据集，筛选出合适的标记集，构建系统发育树，进行系统发育分析。此外，运用 MCMCTree 和概率基因树 - 物种树协调方法（ALE）分别进行分子钟定年和祖先代谢重建 。

研究结果主要包括以下几个方面：

扩展阿斯加德古菌的多样性：研究人员从中国沿海湿地样本中获得 223 个新的阿斯加德古菌基因组，结合公开数据，最终得到 411 个阿斯加德基因组。通过系统发育分析，确认了 10 个类级别的阿斯加德古菌谱系，还鉴定出 2 个新的目级、4 个新的科级和 10 个新的属级谱系，极大地丰富了阿斯加德古菌的多样性。

重新审视 Njordarchaeales 的位置：Njordarchaeales 在古菌系统发育中的位置存在争议。研究人员分析发现，其基因组可能是由 TACK 古菌和阿斯加德古菌序列组成的嵌合体，这一特征影响了真核生物在古菌系统发育树中的位置推断。通过多种标记集分析，确定 Njordarchaeales 更倾向于与 Korarchaeota 在 TACK 超门中形成姐妹谱系 。

真核生物在 Heimdallarchaeia 之外演化：通过将真核生物分类单元添加到不同的标记集数据集构建系统发育树，研究人员发现，真核生物可能在所有采样的 Heimdallarchaeia 多样化之前就已演化，是 Heimdallarchaeia 的姐妹分支，而非之前认为的与 Hodarchaeales 在 Heimdallarchaeia 内分支，这一结论挑战了之前的假说。

LAECA 的时间尺度和特征：运用分子钟定年和 ALE 分析，研究人员推断出最后一个阿斯加德古菌和真核生物共同祖先（LAECA）大约出现在大氧化事件之前，可能是一种厌氧的、依赖 H2的产乙酸菌，这一结果支持了真核生物起源的氢假说，即真核生物起源于消耗 H2的古菌宿主和产生 H2的原线粒体之间的共生关系。

研究结论表明，真核生物在阿斯加德古菌中的演化位置并非之前所认为的那样，而是在 Heimdallarchaeia 多样化之前就已分化。LAECA 被推断为厌氧、依赖 H2的化能自养产乙酸菌，这为真核生物起源的氢假说提供了有力支持 。该研究重新评估了阿斯加德古菌、Njordarchaeales 和真核生物之间的关系，纠正了现有认知，填补了真核生物早期演化过程中的一些空白。进一步扩展 Heimdallarchaeia 的多样性并对其进行分离，将有助于更精确地重建真核生物的演化历程，为生命演化研究开辟了新的方向，让人们对生命的起源和发展有了更深入的认识。

参考文献

Deep origin of eukaryotes outside Heimdallarchaeia within Asgardarchaeota

来源：营养和医学