RNA分子進化的首個經驗證據出現

日本東京大學研究人員首次根據達爾文進化論創(chuàng)造出一種可復制、具有多樣化和發(fā)展復雜性的RNA分子。這提供了第一個經驗證據，證明簡單的生物分子可導致復雜且逼真系統(tǒng)的出現。

我們從哪里來是有關生命的大問題，幾十年來，一種假設是RNA分子（對細胞功能至關重要）一直存在于原始地球上，可能與蛋白質和其他生物分子一起存在。然后在大約40億年前，它們開始自我復制，并從簡單的單一分子發(fā)展成多樣化的復雜分子。這種循序漸進的變化可能最終導致了我們所知的生命的出現，包括一系列美麗的動物、植物以及介于兩者之間的一切。

盡管對這一理論進行了很多討論，但很難在物理上創(chuàng)建這樣的RNA復制系統(tǒng)。在《自然·通訊》上發(fā)表的一項最新研究中，東京大學藝術與科學研究生院團隊解釋了他們如何見證了從化學系統(tǒng)向生物復雜性的轉變。

項目助理教授水內亮說：“我們發(fā)現單一的RNA物種進化成一個復雜的復制系統(tǒng)：一個由五種類型的RNA組成的復制網絡，具有不同的相互作用，支持長期設想的進化過渡場景的合理性。”

水內亮評論道：“我們最初懷疑如此多樣化的RNA能否進化和共存。在進化生物學中，‘競爭排斥原則’指出，如果多個物種競爭相同的資源，它們就不能共存。這意味著分子必須建立一種方法，一個接一個地使用不同的資源，以實現持續(xù)的多樣化。它們只是分子，所以我們想知道非生物化學物質是否有可能自發(fā)地發(fā)展出這種創(chuàng)新。”

根據水內亮的說法，“與生物有機體相比，我們的分子復制系統(tǒng)的簡單性使我們能夠以前所未有的分辨率檢查進化現象。在我們的實驗中看到的復雜性的演變僅僅是個開始。隨著生命系統(tǒng)的出現，應該會發(fā)生更多的事件。”

雖然仍有許多問題需要回答，但這項研究為早期RNA復制器在原始地球上采取的可能進化路線提供了基于經驗的進一步洞察。正如水內亮所說：“結果可能是解決人類數千年來一直在問的終極問題的線索——生命的起源是什么？”

總編輯圈點

根據已知提出假設，進而對假設進行驗證，這是進行自然科學研究的重要方法。不過有些科學問題，比如生命如何起源，恒星如何演變等等，由于實際場景無法復制或還原，相關假設很難進行直接驗證。于是，科學家們便想方設法創(chuàng)造出各種人工模擬系統(tǒng)，間接對科學假設進行驗證，這未嘗不是個好辦法。上述研究就是一個很好的例子。