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地球在45亿年前诞生之初并没有生命。大约5亿年后，地球上才出现了一些种类不同的细菌和其它有机物，这些简单的生物统治地球长达近20亿年。后来——也就是在22亿年前，一种新的生命类型——我们今天知道的多细胞生物——地球动植物的老祖先诞生了！
为什么说动植物的老祖先诞生在22亿年前而不是以往人们所说的约5亿年前呢？老祖先究竟是怎样诞生的呢？它们最初什么模样？其生命密码很复杂吗？
这些看似简单的谜题其实非常难以破解，因为相关的化石证据很难寻觅。尽管如此，科学家们经过艰难探索，还是找到了一些破解谜题的线索，并获得了初步答案。
地球最初氧气与超级温室效应
我们知道，地球动植物老祖先离不开氧气，所以氧气的存在是老祖先出现的前提条件。那么地球最初的氧气是何时出现的，又来自哪里呢？
科学家发现，直到大约24亿至27亿年前，地球的氧气才开始出现，因为那时海洋中溶解的镍大幅下降，而海洋中镍的缺乏会致使厌氧生物消亡，因此海藻以及其它形式的简单生命就可以利用光合作用释放出氧气。
不过，俄罗斯科学家认为，地球上氧气的最主要来源不是能制造氧气的生物，而是地核。因为在1000米以下的海洋中，海水氧气的含量与海水的深度成正比，靠近海底的海水富含氧气，处于过饱和状态。更令人惊奇的是，海底中的氧气，从同位素的成分来看，与大气中的氧是不同的重氧。这种区别最有力地证明海底氧气不是来自大气，而是来自地核。同时，科学家通过比较得知，植物释放出来的氧气与来自地核的氧气在同位素组成上各不相同。现在大气层中氧气的构成是：1/3植物是释放出来的，2/3来自地核，这说明，植物只能提供人类所需氧气的三分之一。
日本一个研究小组认为，有了氧气，并不意味着老祖先诞生的条件就具备了，只有再加上超级温室效应，才算是具备了基本条件。研究小组证实，约22亿年前，在全球冰冻时代结束后不久，蓄积在海底的甲烷被释放到大气中，成为温室气体，地表平均气温随即由零下40摄氏度逐步增至60摄氏度，出现了“超级温室效应”。温室效应导致降雨量增加，陆地上的风化作用加强，于是磷等多种矿物质被搬运到海洋中，导致微生物大量繁衍，同时也为后来具有细胞核的真核生物和多细胞生物的诞生，提供了“温床”。
而且此后不久，多细胞生物——动植物的老祖先还真就诞生了。
揭秘22亿年前的老祖先
最近，美国科学家就发现了一群怪异的微小生物化石，并认为它们很可能是22亿年前诞生的动植物的老祖先之一。
这群火柴头大小的化石颗粒是在南非一处古老土壤的表面发现的。科学家确认它们不是植物或动物，而是更简单的东西——一种中央腔充满共生蓝藻细菌的多细胞真菌。研究人员用粒子回旋加速器产生的强大的X射线对化石样本进行成像，结果获得了3D化石的影像。影像显示出了这种真菌的奇特形状和构造：整体上呈现出中空的壶形构造，其末端呈杯状，基底附着软管——这种具有多细胞的微生物的出现，标志着地球生命历史掀开了新的一页：动植物等这些具有多细胞的生命的老祖先诞生了，动植物的孕育和进化历史也从此开始了。
那么，这些具有多细胞的老祖先的生命密码和现代生物比，异常简单吗？日本科学家破译了一种已生存了20亿年的、栖息在意大利温泉中的一种微生物的生命密码，结果显示，这种直径仅为1.5微米的藻类竟然有一些与光合作用过程有关的基因，这表明它属于植物，而与植物相比较，它具有最短的遗传密码：1652万个碱基对——这是最小的基因结构元素。这表明这种植物的生命密码还非常简单，说明动植物的老祖先最初还是相当“单纯”的。
老祖先诞生于偶然的“1加1”？
科学家认为，其实最难破解的谜题是老祖先究竟是如何“变出来”的。
英国和德国两位科学家共同研究认为，要破解这个谜题必须从线粒体的诞生入手，因为线粒体的出现，才使得真核细胞具有了能发展壮大自己的能量，才使生物后来获得了越来越多的复杂性。那么，线粒体究竟是如何产生的呢？
两位科学家认为，线粒体的发展在地球的整个自然历史上似乎只发生过一次，而这一次偶然事件的发生则是生命起源中非常具有挑战性的一步。
最初，是一个细胞与另一细胞相互靠在了一起，然后是一方试图侵入另一方的身体里，后来竟然真的成功了。当然，这个最初的“1加1”阶段充满了杀机，入侵细胞成了一个寄生虫，它试图通过与宿主细胞争夺资源而兴风作浪，并要最终杀死宿主。所幸的是，这样的事情并没有发生，而是两个细胞共同进化了：入侵细胞主动给宿主细胞提供能量，而且自身变得越来越小，也逐渐脱落掉了所有不必要的基因。这样，宿主细胞变大了，能量也充足了，而且入侵细胞也得以存活和延续了，并逐渐变成了专门为宿主细胞提供能量的小微粒——线粒体。而宿主细胞因为能量充足，所以积聚出了比它们祖先多出1000倍或更多的DNA数量，自身变得越来越复杂，后来随着时间的推移，逐步形成了植物、动物和其他生命分支。
这个老祖先诞生假说还可以用来解释今天的细菌为什么还是那么简单，因为它们没有获得线粒体。
科学家认为，揭开动植物老祖先诞生之谜，不但将原先人们认为的老祖先诞生时间提前了17亿年，而且也让人们看到了气候、地质变化对地球生命诞生和发展所产生的重要影响，同时也让人们重新认识了线粒体在生命进化历程中所发挥的独特作用。
为什么说动植物的老祖先诞生在22亿年前而不是以往人们所说的约5亿年前呢？老祖先究竟是怎样诞生的呢？它们最初什么模样？其生命密码很复杂吗？
这些看似简单的谜题其实非常难以破解，因为相关的化石证据很难寻觅。尽管如此，科学家们经过艰难探索，还是找到了一些破解谜题的线索，并获得了初步答案。
地球最初氧气与超级温室效应
我们知道，地球动植物老祖先离不开氧气，所以氧气的存在是老祖先出现的前提条件。那么地球最初的氧气是何时出现的，又来自哪里呢？
科学家发现，直到大约24亿至27亿年前，地球的氧气才开始出现，因为那时海洋中溶解的镍大幅下降，而海洋中镍的缺乏会致使厌氧生物消亡，因此海藻以及其它形式的简单生命就可以利用光合作用释放出氧气。
不过，俄罗斯科学家认为，地球上氧气的最主要来源不是能制造氧气的生物，而是地核。因为在1000米以下的海洋中，海水氧气的含量与海水的深度成正比，靠近海底的海水富含氧气，处于过饱和状态。更令人惊奇的是，海底中的氧气，从同位素的成分来看，与大气中的氧是不同的重氧。这种区别最有力地证明海底氧气不是来自大气，而是来自地核。同时，科学家通过比较得知，植物释放出来的氧气与来自地核的氧气在同位素组成上各不相同。现在大气层中氧气的构成是：1/3植物是释放出来的，2/3来自地核，这说明，植物只能提供人类所需氧气的三分之一。
日本一个研究小组认为，有了氧气，并不意味着老祖先诞生的条件就具备了，只有再加上超级温室效应，才算是具备了基本条件。研究小组证实，约22亿年前，在全球冰冻时代结束后不久，蓄积在海底的甲烷被释放到大气中，成为温室气体，地表平均气温随即由零下40摄氏度逐步增至60摄氏度，出现了“超级温室效应”。温室效应导致降雨量增加，陆地上的风化作用加强，于是磷等多种矿物质被搬运到海洋中，导致微生物大量繁衍，同时也为后来具有细胞核的真核生物和多细胞生物的诞生，提供了“温床”。
而且此后不久，多细胞生物——动植物的老祖先还真就诞生了。
揭秘22亿年前的老祖先
最近，美国科学家就发现了一群怪异的微小生物化石，并认为它们很可能是22亿年前诞生的动植物的老祖先之一。
这群火柴头大小的化石颗粒是在南非一处古老土壤的表面发现的。科学家确认它们不是植物或动物，而是更简单的东西——一种中央腔充满共生蓝藻细菌的多细胞真菌。研究人员用粒子回旋加速器产生的强大的X射线对化石样本进行成像，结果获得了3D化石的影像。影像显示出了这种真菌的奇特形状和构造：整体上呈现出中空的壶形构造，其末端呈杯状，基底附着软管——这种具有多细胞的微生物的出现，标志着地球生命历史掀开了新的一页：动植物等这些具有多细胞的生命的老祖先诞生了，动植物的孕育和进化历史也从此开始了。
那么，这些具有多细胞的老祖先的生命密码和现代生物比，异常简单吗？日本科学家破译了一种已生存了20亿年的、栖息在意大利温泉中的一种微生物的生命密码，结果显示，这种直径仅为1.5微米的藻类竟然有一些与光合作用过程有关的基因，这表明它属于植物，而与植物相比较，它具有最短的遗传密码：1652万个碱基对——这是最小的基因结构元素。这表明这种植物的生命密码还非常简单，说明动植物的老祖先最初还是相当“单纯”的。
老祖先诞生于偶然的“1加1”？
科学家认为，其实最难破解的谜题是老祖先究竟是如何“变出来”的。
英国和德国两位科学家共同研究认为，要破解这个谜题必须从线粒体的诞生入手，因为线粒体的出现，才使得真核细胞具有了能发展壮大自己的能量，才使生物后来获得了越来越多的复杂性。那么，线粒体究竟是如何产生的呢？
两位科学家认为，线粒体的发展在地球的整个自然历史上似乎只发生过一次，而这一次偶然事件的发生则是生命起源中非常具有挑战性的一步。
最初，是一个细胞与另一细胞相互靠在了一起，然后是一方试图侵入另一方的身体里，后来竟然真的成功了。当然，这个最初的“1加1”阶段充满了杀机，入侵细胞成了一个寄生虫，它试图通过与宿主细胞争夺资源而兴风作浪，并要最终杀死宿主。所幸的是，这样的事情并没有发生，而是两个细胞共同进化了：入侵细胞主动给宿主细胞提供能量，而且自身变得越来越小，也逐渐脱落掉了所有不必要的基因。这样，宿主细胞变大了，能量也充足了，而且入侵细胞也得以存活和延续了，并逐渐变成了专门为宿主细胞提供能量的小微粒——线粒体。而宿主细胞因为能量充足，所以积聚出了比它们祖先多出1000倍或更多的DNA数量，自身变得越来越复杂，后来随着时间的推移，逐步形成了植物、动物和其他生命分支。
这个老祖先诞生假说还可以用来解释今天的细菌为什么还是那么简单，因为它们没有获得线粒体。
科学家认为，揭开动植物老祖先诞生之谜，不但将原先人们认为的老祖先诞生时间提前了17亿年，而且也让人们看到了气候、地质变化对地球生命诞生和发展所产生的重要影响，同时也让人们重新认识了线粒体在生命进化历程中所发挥的独特作用。