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直到今天，關(guān)于生命的起源和演化，還有許多重大的問題尚未解決。從簡單的分子到復(fù)雜的細(xì)胞，再到類人猿和人類，究竟經(jīng)歷了怎樣的演變過程，目前還有許多未知的細(xì)節(jié)。幾十年來，一個(gè)重要的假說認(rèn)為，對(duì)細(xì)胞功能至關(guān)重要的RNA分子存在于原始地球上，與它們一起存在的可能還有蛋白質(zhì)和其他生物分子。大約40億年前，這些分子開始自我復(fù)制，從簡單的單一分子發(fā)展成多種更復(fù)雜的分子。這一步步的變化可能最終導(dǎo)致了生命的出現(xiàn)，包括無數(shù)的微生物，以及后來一系列美麗的動(dòng)物和植物。

關(guān)于這個(gè)理論已經(jīng)有了很多討論，但要在物理上建立這樣的RNA復(fù)制系統(tǒng)卻是非常困難的。不過，在《自然-通訊》上發(fā)表的一篇論文中，東京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)解釋了他們所進(jìn)行的一個(gè)長期的RNA復(fù)制實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，他們見證了一個(gè)化學(xué)系統(tǒng)向生物復(fù)雜性的轉(zhuǎn)變。

研究團(tuán)隊(duì)對(duì)所發(fā)現(xiàn)的一切感到非常興奮，他們發(fā)現(xiàn)單個(gè)RNA分子進(jìn)化成了一個(gè)復(fù)雜的復(fù)制系統(tǒng)：一個(gè)由5種RNA分子組成的復(fù)制因子網(wǎng)絡(luò)，其分子間的相互作用十分多樣。這表明一個(gè)長期設(shè)想的進(jìn)化過渡場景是可行的。

RNA分子先是在37攝氏度的油包水液滴中孵育5小時(shí)，然后用不含RNA的營養(yǎng)液滴將溶液稀釋到原來濃度的五分之一，并大力攪拌。當(dāng)這個(gè)過程重復(fù)多次時(shí)，突變就發(fā)生了。

與之前的實(shí)證研究相比，這項(xiàng)新研究的結(jié)果是很新穎的，因?yàn)樵搱F(tuán)隊(duì)使用了一種獨(dú)特的RNA復(fù)制系統(tǒng)，可以經(jīng)歷達(dá)爾文理論式的進(jìn)化過程——基于持續(xù)變化的突變和自然選擇的自我延續(xù)過程。這一過程會(huì)導(dǎo)致不同的特征出現(xiàn)，而那些適應(yīng)環(huán)境的特征會(huì)存留下來。

在進(jìn)化生物學(xué)中，“競爭排斥原則”指出，如果一個(gè)以上的物種在競爭相同的資源，那它們就不能共存。這意味著分子必須建立一種方法，交替地利用不同的資源，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的多樣化。它們只是分子，因此研究團(tuán)隊(duì)想知道，非生命的化學(xué)“物種”是否可能自發(fā)地發(fā)展出這種創(chuàng)新方式。

那么，下一步是什么？與生物有機(jī)體相比，現(xiàn)在研究的分子復(fù)制系統(tǒng)具有明顯的簡單性，能夠以前所未有的分辨率來研究進(jìn)化現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)中看到的復(fù)雜性進(jìn)化只是一個(gè)開始。在生命系統(tǒng)出現(xiàn)的過程中，還會(huì)發(fā)生更多的事件。

當(dāng)然，仍有許多問題有待解答，但這項(xiàng)研究提供了基于實(shí)證的新見解，有助于我們進(jìn)一步了解早期RNA復(fù)制因子在原始地球上的可能進(jìn)化路徑。數(shù)千年來，人類一直試圖回答一個(gè)終極問題——生命的起源是什么？這些結(jié)果或許能成為解決這個(gè)問題的線索。（任天）

關(guān)鍵詞：生命的起源復(fù)制因子東京大學(xué)