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地球上最早的生命形態，漂浮在原始海洋的浮沫中，最終孕育了樹木、蜜蜂和人類，這不僅是達爾文主義流行的概念，也是許多研究人員賴以作為其工作基礎的重要生物學前提。
在19世紀，查爾斯·達爾文超越了其他人，他們曾提出所有哺乳動物或動物可能有一個共同祖先，並提出地球上所有生命——植物、動物和細菌——可能有一個共同祖先。
一項新的統計分析將這一假設付諸實踐，並發現它不僅站得住腳，而且確實非常可靠。
從DNA的發現和破譯中，難道不已經很明顯所有生命形式都起源於一個共同的有機體——或者至少是一個基礎物種嗎？ 不，道格拉斯·西奧博爾德說，他是布蘭迪斯大學生物化學助理教授，也是新研究的作者，這項研究詳見5月13日出版的《自然》雜誌。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。） 事實上，他說，“當我開始研究它時，我真的不知道答案會是什麼。”
儘管正式測試進化存在困難——尤其是追溯到生命本身的出現——西奧博爾德還是能夠對生命三個主要分支（真核生物、細菌和古菌）中23種普遍保守蛋白質的氨基酸序列進行嚴格的統計分析。 透過將這些序列插入到各種關係和進化模型中，他發現，與下一個最可能的 сценарий（涉及多個獨立的祖先）相比，一個普遍共同祖先產生現代蛋白質序列變異的可能性至少高出 10^2,860 倍。*
紐西蘭梅西大學分子生物科學研究所理論生物學教授、一篇相關社論的合著者大衛·彭尼說，“進化在可以測試的地方表現良好。” 然而，他指出，進化可以使“關於過去的（尤其是定量的）可檢驗的預測”充其量是棘手的。“西奧博爾德能夠設計一個正式的測試，”他說，“這太棒了…… 這可能會導致對假設的正式評估的期望值大幅提升，這將對所有人都有幫助。”
共同祖先的激烈爭論
西奧博爾德說，20世紀中期關於DNA普遍性的發現“確實讓人們確信”，在流行文化和學術文化中都確立了地球上所有已知生命都只有一個共同的普遍祖先。 他指出，從那時起，“它就被廣泛認為是真的”。
但在過去的幾十年裡，一些圈子裡出現了新的懷疑。 微生物學家對簡單生命形式的遺傳行為有了更好的理解，這可能比典型的、基因從一代到下一代的垂直轉移要模糊得多。 細菌和病毒等微生物在個體之間甚至物種之間橫向交換基因的能力改變了對進化圖譜的一些基本結構理解。 透過水平基因轉移，遺傳標記可以在分支之間快速移動，迅速將傳統的樹變成一個錯綜複雜的網路。 西奧博爾德說，這種動態“對生命之樹模型提出了質疑”。 而且，“一旦你對它產生懷疑，它也會對共同祖先產生懷疑。”
隨著古菌作為生命的第三個主要領域——除了細菌和真核生物之外——的發現，許多微生物學家對所有生物都只有一個共同祖先變得更加懷疑。
進化的測試
其他研究人員已經對生命的某些部分進行了測試，包括彭尼在 1982 年進行的類似統計分析，測試了幾種脊椎動物物種的關係。 西奧博爾德將這篇論文描述為“很酷，但問題是他們沒有測試普遍祖先”。 然而，隨著基因分析和統計能力的進步，西奧博爾德看到了為所有生命建立一個更全面的測試的方法。
在他的研究過程中，西奧博爾德一直遇到分子生物學中一個常見但“幾乎棘手的進化問題”。 許多大分子，如蛋白質，具有相似的三維結構，但遺傳序列卻大相徑庭。 困擾他的問題是：這些相似的結構是趨同進化的例子還是共同祖先的證據？
西奧博爾德說，“所有關於共同祖先的經典證據都是定性的，並且基於共同的相似之處。” 他想弄清楚，關注這些相似之處是否正在誤導科學家。
被拋棄的假設
大多數人甚至科學家都基於這樣的前提運作，即遺傳相似性意味著共同的關係或祖先。 但正如外貌或結構的相似性一樣，西奧博爾德指出，這些假設“可能會受到批評”。 自然選擇提供了許多趨同物理進化的例子，例如負鼠和蜘蛛猴的卷尾，或食蟻獸和犰狳的長而粘的食蟲舌頭。 此外，加上水平基因轉移，也可以對遺傳序列提出類似的論點。
西奧博爾德說，“我真的退後一步，試圖在這個分析中儘可能少地假設。” 他運行了各種統計進化模型，包括考慮了水平基因轉移的模型和其他沒有考慮水平基因轉移的模型。 結果，考慮了水平基因轉移的模型最終為普遍共同祖先提供了最多的統計支援。
模糊的起源
西奧博爾德說，他最令人驚訝的結果是“它們對共同祖先的支援有多麼強烈”。 他說，與其對僅僅支援一個長期以來的假設感到失望，不如說至少“總是很高興知道我們走在正確的軌道上”。
這些發現並不意味著普遍共同祖先為早期進化動力學建立了“生命之樹”模式。 然而，它們也沒有推斷出“生命之網”結構。 西奧博爾德說，樹與網的爭論在“目前的進化生物學中仍然非常具有爭議性”，他不願自己選邊站。
剩下的另一個重大未知數是這個普遍共同祖先何時存在，以及它可能是什麼樣子——這是一個需要比西奧博爾德的統計模型更多的方法才能回答的問題。 西奧博爾德還指出，對普遍共同祖先的支援並不排除生命不止一次獨立出現的可能性。 然而，如果其他完全不同的譜系確實出現，它們要麼已經滅絕，要麼仍然未被發現。
彭尼指出，研究可能會繼續深入到早期進化的這些昏暗的角落，因為“科學家永遠不會滿足”。 他預計研究人員將嘗試追溯到更早的時候，在 DNA 接管之前，並評估 RNA 時代的早期進化階段。
彭尼說，在更基礎的層面上，這篇論文不應結束對祖先假設的評估。 相反，它應該提醒人們，“我們從未想到所有可能的假設，”他說。 “所以我們永遠不應該停止考慮我們尚未想到的新方法。”
*勘誤（2010年5月13日）：這句話在發表後被修改。 它最初表示，普遍共同祖先的可能性高出 10 倍以上。