地球上所有现存生命的“最后共同祖先”（LUCA）并不是在大约42亿年前凭空出现的一个孤立个体。越来越多的研究显示，它体内的一部分基因，可能继承自更早、更难以追溯的生命形态。
美国奥柏林学院的生物学家亚伦·戈德曼指出，尽管LUCA已经是我们能够通过进化方法追溯到的最古老生命节点，但它基因组中的某些基因，历史却比它本身更加久远。
戈德曼与麻省理工学院的格雷格·富尼耶，以及威斯康星大学麦迪逊分校的贝图尔·卡查尔合作提出，这些异常古老的蛋白质编码基因，或许蕴藏着理解生命起源的新线索。虽然此前已有研究利用古老基因家族来重建进化最深层的历史，但他们强调，近年来“祖先序列重建”技术的进步，使我们得以比过去更深入地分析LUCA的基因组结构。
在某种程度上，遗传信息就像历史文献一样，往往只记录“幸存者”的故事。那些没有留下后代的生命分支，几乎在记录中彻底消失。由于化石证据无法追溯到LUCA生活的年代，我们如今能够依赖的最直接线索，正是保存在现代生物体内的基因。
在现存生命的不同分支中，科学家发现了一类罕见的“通用同源基因”，它们往往表现为古老的基因复制产物。由于这些重复基因存在于多个生命大类群中，说明它们的起源早于生命分支的分裂，很可能诞生于共同祖先之前或之时。
如果把LUCA比作生命之树的主干，那么那些更早携带这些重复基因的单细胞生命体，或许才是这棵树真正的根系——它们埋藏在时间深处，为后来演化出动物、植物、真菌和细菌奠定了基础。
卡查尔表示，通过追溯这些极其古老的分子线索，科学家得以把现代实验手段与地球生命最早阶段联系起来。这为将进化生物学中最深层、最抽象的问题，转化为可以检验的科学假设提供了可能。
尽管如此，我们仍无法确切知道LUCA所处时代的真实情境。研究者推测，它很可能并非孤独存在，而是生活在一个已经形成一定结构、具有中等生产力的原始生态系统中。至于这些早期生命体和生态系统究竟是高度复杂，还是相对简单，目前学界仍存在分歧。
研究团队指出，如今已确认的通用同源蛋白家族数量其实非常有限。但这种“稀少”并不必然意味着LUCA本身的蛋白质组缺乏基因复制事件。随着漫长的演化历程推进，许多原本存在于LUCA中的同源基因，可能因基因分化、演化重组或横向基因转移等机制而消失或难以辨认。特别是在细菌中，横向基因转移是相当普遍的现象，这种基因共享会进一步模糊谱系关系。
因此，科学家提醒，LUCA曾拥有的大部分蛋白质家族，很可能已无法通过传统系统发育分析手段被识别出来。虽然这种局限性不可避免，但也使那些能够被清晰追踪的基因显得尤为珍贵。
富尼耶强调，这些跨越所有生命分支的古老同源基因，是我们了解最早细胞谱系的唯一窗口，因此必须尽可能从中提取信息。比如，一些通用同源基因参与构建遗传翻译系统——这一系统被认为是现存生命中最古老、保存最完整的分子机制之一。
还有一些古老同源物，与酶的生成以及维持细胞膜功能的蛋白质有关。这些功能对于早期生命的稳定存在至关重要。
近年的多项研究还发现，在LUCA之前就已存在某些关键酶类的祖先形式，其中包括氨基酰tRNA合成酶。这类酶在生命体系中的重要性几乎无法夸大，它们负责将特定氨基酸精准连接到对应的转运RNA上，从而使氨基酸能够按照遗传密码排列成蛋白质链。若这些酶的祖先确实早于LUCA，那么意味着在更早阶段的生命形式中，氨基酸就已经能够被整合进由基因编码的蛋白质之中。
研究团队总结认为，这些发现共同支持一种观点：从前LUCA阶段向现代遗传密码体系过渡，并非一次简单跃迁，而是一个漫长而复杂的演化过程。在这一过程中，多种机制共同作用，包括遗传编码系统与氨基酸生物合成路径之间的协同进化。
在这些极其古老的分子碎片之中，也许仍隐藏着生命起源的深层答案。
本文译自：sciencealert，由olaola编辑发布