《SCIENCE》细菌演化与氧气适应的地质时间尺度：解锁早期微生物演化密码

时间：2025年4月5日

来源：SCIENCE 44.7

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为解决微生物化石记录稀少、早期微生物演化时间尺度难以确定的问题，研究人员开展了结合机器学习和系统发育调和，将细菌向有氧生活方式的转变与大氧化事件（GOE）联系来校准细菌时间树的研究。结果发现多数细菌门起源于太古宙和元古宙，有氧细菌可能早于 GOE 出现，该研究为探索微生物演化提供新途径。

微生物生命在地球历史中占据主导地位，但留下的化石记录却十分稀少，这极大地阻碍了我们对远古时期生物演化的理解。不过，细菌的新陈代谢在地球化学记录中留下了印记，其中最显著的便是大氧化事件（Great Oxidation Event，GOE）。研究人员将机器学习与系统发育调和相结合，推断细菌祖先向有氧生活方式的转变，并将其与 GOE 相联系，以此校准细菌时间树。现存的细菌门可追溯到太古宙（Archaean）和元古宙（Proterozoic），而细菌科则可追溯到显生宙（Phanerozoic）之前。研究推断，大多数细菌门在祖先时期是厌氧的，在 GOE 之后才采用有氧生活方式。然而，在蓝藻祖先中，有氧代谢可能早于 GOE 出现，这或许促进了蓝藻中含氧光合作用的演化。