揭秘呼氧生命起源 30亿年前消逝的进化奥秘(图)
大约在30亿年前地球上的生命突然进入一个爆发期。
生命之树截面上古代基因组中基因家族的进化。小圆形分格的大小表示进化事件的数量，薄片代表事件类型，红色代表基因形成，蓝色代表基因复制，绿色代表基因横向转移，黄色代表基因丢失。
科学网(kexue.com)讯北京时间12月22日消息，地球生命的起源一直是困扰科学家的难题，然而日前美国麻省理工学院科学家研究发现，大约在30亿年前随着早期动物开始学会如何利用来自太阳的能量，地球上的生命突然进入一个爆发期。
据国外媒体报道，专家们对远古基因进行了深入研究，并绘制出一幅地球最早期动物的图景。他们认为，当微生物开始学会利用氧气和来自太阳的能量生活时，最早期的生命开始进化和发展。美国麻省理工学院研究人员分析了1000个如今仍然存在的关键基因，并掌握了它们是如何从远古时期进化过来的。
专家们还研制了一种"基因化石"，这种"基因化石"不仅仅可以告诉人们基因是如何形成的，也可以让人们知道远古微生物是如何支配这些基因的。他们的计算结果显示，所有的现存基因，大约有27%形成于33亿年前到28亿年前之间。在大约5.8亿年前，地球上的生命开始进入了一个快速变化时期，即寒武纪生命大爆发时期，当时生命形态复杂多样。
化石帮助古生物学家制定出生命进化的编年史，但是如果想绘制出寒武纪之前的30亿年间的生命图景则相当困难，因为那个时期的软体动物很少会留下化石印迹。不过，那些早期生命形态仍然留下了一种细微的化石：DNA。
因为所有的生物体都从父辈那里遗传基因组，因此麻省理工学院的计算生物学家推理认为，他们可以利用现代基因组推想古代微生物的进化过程。他们将不断增长的基因组库中的信息与一种数学模型结合起来。这种数学模型考虑到了数百万年间各种基因遗传、交换和丢失的因素。
专家埃里克-阿尔姆和劳伦斯-戴维将这一时期称为"太古代大爆发"。由于他们识别的许多新基因都与氧气有关，因此阿尔姆和戴维首先考虑到，氧气的出现可能也是造成"太古代大爆发"的原因之一。科学家认为，直到大约25亿年前，氧气才开始在地球大气层中出现并不断积聚，并可能在"大氧化事件"中杀死了大量的厌氧生命。阿尔姆表示，"'大氧化事件'可能是细胞生命史上最严重的灾难事件，不过我们还没有发现任何的生物学记录。"
然而，进一步深入研究发现，利用氧气的基因直到28亿年前的"太古代大爆发"末期才出现。这一发现与地球化学家关于"大氧化事件"的设想更为一致。阿尔姆和戴维相信，他们已经发现了现代电子转移的最初来源。电子转移是一个生物化学过程，它负责在细胞膜内运送电子。电子转移被动物用来呼吸氧气，植物和某些微生物在光合作用时也需要这一过程，光合作用直接收获太阳的能量。一种被称为"生氧光合作用"的光合作用被认为是与"大氧化事件"的氧气产生有关，也与我们今天呼吸的氧气有关。
专家认为"太古代大爆发"期间的电子转移应该经历了进化生命历史的数个重要阶段，如呼吸作用、光和作用等，两个阶段都引发了生物圈收获和存储了大量的能量。戴维表示，"虽然研究结果并没有完全说明电子转移的进化是否直接导致'太古代大爆发'。但是，我们可以推测到，生物圏一定是得到了更多的能量，才可以支持更大、更复杂的微生物生态系统。"
(科学网-kexue.com 蜘蛛侠)
2百万年前人牙化石与非洲古人类年龄相当
近日，湖北省文物考古研究所对外公布了在清江流域考古发掘中的一系列重大发现，其中的"建始人"化石、人类用火遗迹、鲢鱼山旧石器遗址等，不但证明了清江流域是人类的起源地之一，更对长期以来占据上风的人类非洲起源说提出了重大挑战。昨日，清江流域考古专家、湖北考古所研究员王善才接受了本报记者的专访。
"巨猿洞"深处发现人牙化石
清江是长江中游南岸最大的支流，发源于齐岳山麓，流经鄂西地区的恩施、建始等9县市。由于气候温暖、自然条件优越，自古以来就有人类在清江流域繁衍生息。
上世纪80年代，为配合清江流域水电工程建设，湖北省的考古工作者们对清江流域进行了考古探察。然而，谁也没想到，这次探察竟变成了长期的全方位发掘，更牵出了史前考古史上的重大发现。
在建始县高坪镇麻札坪村，一个小山坡上的山洞引起了专家们的注意。据当地农民讲，他们曾在洞中及附近挖出过很多巨猿的牙齿，因此这个洞也被叫做"巨猿洞"。
在对"巨猿洞"的发掘中，专家们发现了3枚牙齿化石。经初步认定，这3枚牙齿应属于人类而不是巨猿。
200万岁"建始人"属于人类早期成员
古人类化石出土的消息将有关专家吸引到建始，并为此成立了"建始人"研究课题组。
在对3枚牙齿化石进行科学鉴定后，课题组组长、中科院古脊椎动物与古人类研究所教授郑绍华以及邱占祥、陈铁梅等专家一致认定："建始人"的生活时代距今约为215万至195万年，属于人类的早期成员。
同时，考古专家们还在遗址的文化地层内发现了部分骨制器化石，化石上留有人工打击痕迹。这证明了200万年前，生活在巨猿洞中的是人而不是猿。
与非洲古人"年龄"相当 200万岁"建始人"证实
非洲不是人类惟一起源地
我们是从哪里来的？从古到今，人类的起源都是人们最感兴趣也最具争议性的话题。《圣经》中说，是上帝创造的亚当、夏娃繁衍了人类，而我们中国人则认为，女娲、伏羲才是人类的老祖宗。
19世纪，达尔文大胆提出进化论与人类非洲起源说，用科学演示了人类的进化。此后的考古研究也普遍认为现代人类起源于非洲，也就是说，中国人的直系祖先在非洲。
此前，虽有专家提出过人类起源于亚洲的说法，并且我国也先后发现了北京人、元谋人、郧县人等直立人的化石，但与非洲发现的距今200万年以上的早期人类化石相比，都显得太"年轻"。由于缺乏强有力的化石、遗迹等作支撑，在非洲起源说面前，亚洲起源说显得苍白无力。
考古专家王善才表示，此次清江流域发现的"建始人"生活于距今200万年以前，与非洲古人类的年限相当。因此，这不但是对非洲起源说的挑战，更为亚洲起源说提供了强有力的实证。
否定从非洲走出后 灭绝欧亚土著形成现代人之说
中国人的直系祖先就在本土
早在1957年，在著名古人类学家贾兰坡主持、发掘下，清江流域的长阳地区就发现了距今近20万年的早期智人——"长阳人"化石。而此次考古中，长阳地区的伴峡小洞发现了距今13万年左右的旧石器及人类用火遗迹，鲢鱼山发现了距今12万至9万年的人类用火遗迹，而伴峡榨洞则发现了距今2.7万年的旧石器和人类用火灰烬层。
王善才告诉记者，学界普遍认为，距今10万年前，人类从非洲走向欧、亚等地，灭绝当地土著人后繁衍形成现在的人，中国人的直系祖先源自非洲。此次长阳地区发现的一系列旧石器时代遗址、动物化石、石器和人类用火遗迹，完全可以证明中国现代人是由本土自身连续发展起来的，否定了中国人直系祖先在非洲这一说法。
专家说法 我国现代人类发展有连续性
清江流域系列考古发现得到不少专家的认可，社科院考古研究所所长刘庆柱表示，这些发现对于探讨人类"一元"、"二元"、"多元"起源论具有重要意义。
刘庆柱说，从"建始人"化石到"长阳人"化石，再到鲢鱼山、伴峡小洞遗址，以及伴峡榨洞遗址，这些发现足以证明现代人类在我国的发展具有连续性。
澳洲古人类化石也与非洲没关系
除清江考古发现外，澳大利亚专家也对非洲起源说提出了挑战。澳大利亚蒙戈湖附近出土了距今6万年的人类化石，在对从中提取的DNA进行分析后发现，它与所有被认为是源自非洲的早期现代人的DNA在遗传上没有联系。
专家据此认为，澳大利亚出现的早期现代人是独立于非洲古人类之外的。
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人类故乡之争
有关现代人类起源，学术界长期以来始终争执不下，其中最有代表性的有两种观点，即非洲起源说与多地区进化说。
非洲起源说认为，现代人最早起源于非洲，大约13万年前走出非洲，扩散到亚洲、欧洲等地，并取代了当地的原住民。
1967年，埃塞俄比亚出土了3具较为完整且生存年代明确的智人骨骼化石，其年代可以追溯到距今16万年前，为现代人"非洲起源说"提供了有力的支持。
多地区进化说认为，100万至200万年前，直立人由非洲扩展到其他大陆后，分别独立演化为现代非洲、亚洲、大洋洲、欧洲人。
近年来，也有专家提出亚洲起源说，但一直缺乏有力的实物证据作为支撑。
文/实习记者 薄盛男
考古人员在加西姆洞穴进行发掘工作
中新网12月29日电据香港《文汇报》29日报道，人类源自非洲之说可能被推翻！以色列考古学家前天表示，他们在以色列中部的加西姆洞穴中，发现8颗人类牙齿，约有40万年历史，比先前在非洲发现最早的智人骸骨，早了20万年。这些牙齿不但可能成为智人存在的最早证据，甚或证实人类是源自中东，而非外界普遍认为的非洲。
特拉维夫大学考古人员在《美国自然人类学报》发表文章称，加西姆洞穴发现的8颗牙齿，形状和大小都非常接近"现代智人"的牙齿。他们对这些牙齿进行X光和计算机断层扫描，并化验洞穴的泥土层，相信它们约有40万年历史，来自于中更新世纪(Middle Pleistocene Age)。
洞穴中还有打火捕猎工具
以色列考古学家弗戈表示，相信会在加西姆洞穴挖掘出头骨和人骨等，以进一步证实"人类源自中东"之说，若然属实，将完全改变整个人类进化论理。
据悉，除牙齿以外，考古人员也在这批遗骸中，发现人类社会早期发展的证据，显示这批人类已开始系统化地使用尖锐工具，并有用燧石打火、捕猎、切肉和分享猎物的习惯。加西姆洞穴于2000年被发现，考古学家在2004年开始挖掘。
剑桥大学史前专家迈拉尔表示，以色列考古学者的发现十分重要，但若现在断言那些牙齿是来自现代智人，属言之尚早，又指以牙齿作判断物种来源的根据并不可靠，最好是有头骨和人骨作分析。学者普遍认为，智人在20万年前起源于非洲，其后逐渐北移，扩散至中东、欧洲和亚洲。
凤凰资料网站：http://tech.ifeng.com/discovery/special/renleiqiyuan/
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