不是病毒也不是细菌，日本科学家发现不属于任何生物类别的生命

卷王 · 6 天前

科学家在海洋浮游生物的DNA里，找到了一种让教科书陷入沉默的微生物。
它不是病毒，不是细菌，甚至不像任何人熟悉的细胞，它卡在“活的"和“不那么活的"之间，几乎让所有现有的生物学标签失效。
基因组小到令人不安
这个由日本科学家领衔、联合达尔豪斯大学和筑波大学完成的研究，描述了一种被命名为"奇迹坎迪达图斯·苏库纳古菌"的微型生命体，相关成果发表于bioRxiv预印本平台。
故事的起点是一次常规的海洋浮游生物DNA测序，研究人员发现了一批与任何已知生物都对不上的遗传片段。拼接重建之后，一个约23.8万碱基对的环状基因组浮出水面。
这个数字需要一个参照才能感受到它有多极端。此前古菌中基因组最小的纪录保持者是纳米古菌，大约拥有49万碱基对，而纳米古菌本身已经是教科书里“极端简化生命"的代表案例。新发现的苏库纳古菌，只有这位“最简前辈"基因组大小的一半。
更耐人寻味的是，这个微小基因组里装的是什么。它几乎把所有遗传资源都押注在一件事上：复制自己。读取DNA的核糖体指令保留了，复制DNA的核心机制保留了，但其他几乎一切都被删除了，能量代谢没有，氨基酸合成没有，维生素生产也没有。
研究团队用了一个简洁得近乎残忍的描述：这是“一个只保留了复制核心的细胞实体"。
细胞与病毒之间，有一条模糊的边界
苏库纳古菌让研究者困惑的地方，正在于它同时拥有两种截然不同的生命策略的特征。
它不是病毒。病毒没有核糖体，不能自己合成蛋白质，必须完全劫持宿主的细胞机器才能复制。苏库纳古菌自己制造核糖体，自己转录信使RNA，这些都是典型的细胞行为。

Sukunaarchaeum mirabile的显微镜视图，这是新描述的古菌，拥有古菌中已知最小的基因组之一。
但它的生活方式又极其像病毒。它把几乎全部基因组都奉献给了“制造更多自己"这一目标，同时将所有代谢需求完全外包给宿主，不产出任何回报，是一个纯粹的寄生者。
《科学》杂志对这项研究的报道称其DNA“几乎完全专注于复制"，并暗示苏库纳古菌可能正处于传统细胞和完全病毒策略之间某条进化路径上的节点位置。
在生命之树上，基因比对将它归入古菌域的一个全新分支，与此前已知的所有古菌类群都有明确区别。古菌是地球上三大生命域之一，包含大量生活在极端环境中的微生物，本身就以"奇异"著称。但即便在这个以极端为常态的类群里，苏库纳古菌的基因组简化程度依然超出了所有预期。
目前，这种古菌只在一种叫做“帝王席夏藻"的浮游甲藻中发现，这是一种漂浮于温暖海域的单细胞藻类。苏库纳古菌寄居其中，只取不予，是已知的首例寄生性古菌。
然而，当研究人员检索全球海洋DNA数据库时，他们在多个大洋区域都找到了与苏库纳古菌亲缘相近的遗传序列。这说明它并不是一次偶然的奇异发现，而很可能代表着一个分布广泛但此前完全被忽视的隐秘生命类群。
这个发现的生态含义，比它的分类学意义更让海洋科学家警觉。浮游生物群落是海洋碳循环的引擎，是支撑整个海洋食物网的基础。寄生关系能够深刻改变宿主的代谢状态、生长速率和营养循环效率。如果苏库纳古菌及其近亲真的广泛寄生于海洋浮游生物中，它们对海洋生态系统的影响就不是一个可以忽略的小注脚，而是一个需要认真对待的未知变量。
这项发现还为天体生物学提供了一个新的思维框架。当科学家讨论火星或木卫二冰下海洋中可能存在的生命时，默认的想象通常是某种自给自足的微生物，一个完整的、独立运转的细胞。
苏库纳古菌提醒我们，生命的实际形态可能比任何教科书图示都更依赖、更简化、更奇异。如果极端简化的寄生性生命体能在地球海洋中大量存在且长期不被察觉，那么在其他星球上寻找生命的策略，或许也需要把“藏在别的生物体内的遗传搭便车者"纳入考量。
一滴海水，重写了关于生命边界的一部分定义。更多的定义，可能还等着被重写。
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