图片源于：https://bristol.ac.uk/news/2024/july/luca.html
一个由布里斯托大学领导的国际研究团队揭示了地球最早的生态系统，显示了地球形成后几亿年内，生命已经蓬勃发展。
今天所有生命都源于一个称为LUCA（最后普遍共同祖先）的共同祖先。
LUCA是所有现代细胞生命的假设共同祖先，从细菌到巨大的红杉树（以及我们人类）都是从这个共同祖先演化而来的。LUCA代表了生命之树的根，在其分裂成今天所认可的细菌、古菌和真核生物这些群组之前。现代生命从LUCA演化而来，源于不同的来源：所有细胞生物中用于构建蛋白质的相同氨基酸，共同使用的能量媒介（ATP），细胞机器如核糖体和其他与根据DNA中存储的信息制造蛋白质有关的机制，甚至是所有细胞生命都使用DNA本身作为存储信息的一种方式。
团队比较了生物体基因组中的所有基因，计算自LUCA共同祖先以来它们序列中发生的突变。
一些物种的分离时间可以从化石记录中得知，所以团队使用了物种界中用于计算速度的熟悉方程式的遗传等效物，来计算出LUCA存在的时间，得出答案是42亿年前，约在地球和我们的太阳系形成后的四亿年。
布里斯托大学地球科学学院的合著者Sandra Álvarez-Carretero博士表示：“我们没有料到LUCA会这么古老，恰好就在地球形成几亿年内。然而，我们的结果符合现代对早期地球适居性的看法。”
接下来，团队通过对生物学现代特征的建模，通过生命的系谱将生物生理特征从现存物种模拟回LUCA。主要作者Edmund Moody博士解释说：“基因的进化历史很复杂，因为它们在不同谱系之间交换。我们必须使用复杂的进化模型，将基因的进化历史与物种家族史协调一致。”
布里斯托大学生物科学学院的合著者Tom Williams博士说：“这里的一个真正优势是将基因树-物种树协调方法应用于代表原生生物的主要领域细菌和古菌的多样数据集。这使我们能够相对确定地评估LUCA是如何生活的。”
合著者Davide Pisani教授说：“我们的研究表明LUCA是一个复杂的生物体，与现代原核生物并没有太大的不同，但真正有趣的是它明确拥有早期的免疫系统，显示即使在42亿年前，我们的祖先也在与病毒进行军备竞赛。”
合著者Tim Lenton（埃克塞特大学地理学院）表示：“很明显LUCA是在利用和改变其环境，但它不太可能是独自生活的。其废物会成为其他微生物，如产甲烷菌等的食物，这些微生物将有助于形成循环生态系统。”
“这项工作的发现和方法还将为未来研究提供指导，这些研究将更详细地探讨在地球历史背景下原核生物的进化，包括较少研究的古菌及其产甲烷代表，”合著者Anja Spang教授（荷兰皇家海洋研究所）补充道。
合著者Philip Donoghue教授说：“我们的工作汇集了多个学科的数据和方法，揭示了关于早期地球和生命的洞察，这是任何单一学科都无法达到的。它还展示了早期地球上是如何迅速建立生态系统的。这表明在宇宙中其他类似地球生命圈可能也在蓬勃发展。”
该研究还涉及到伦敦大学学院（UCL）、乌得勒支大学、布达佩斯生态研究中心和冲绳科学技术研究生大学的科学家。
该研究由约翰·坦普尔顿基金会资助。本出版物中表达的观点是作者的观点，不一定反映约翰·坦普尔顿基金会的观点。
论文: ‘最后普遍共同祖先的特性及其对早期地球系统的影响’，作者：Edmund Moody等人，《自然生态与进化》。
