系统发育重建支持古菌共同祖先为自由生活的嗜热产甲烷生物

顶级刊物论文速递 · 发布 2026-08-14T10:40:00+08:00 · 更新 2026-08-14T10:39:03+08:00

核心结论

Nature Communications 用位点与分支异质替换模型，并引入可描述基因复制、丢失和水平转移速率变化的基因树—物种树协调方法，重新评估古菌根部。多类分析收敛到广古菌基部附近，支持最后古菌共同祖先是复杂、自由生活的嗜热或超嗜热产甲烷生物；DPANN 被恢复为 TACK 与 Asgard 的姐妹群，其宿主相关小基因组可能由后期丢失形成，但深时系统发育仍高度依赖采样和模型。

Nature Communications 8 月 13 日发表一项古菌早期演化重建。古菌新支系不断发现，生命树根部也反复调整。争议集中在根究竟位于广古菌、TACK 与 Asgard 一侧，还是包含许多宿主相关和小基因组谱系的 DPANN 内部。不同根位置会导向完全不同的祖先图景：若 DPANN 最早分化，古菌祖先可能基因组很小、依赖宿主，产甲烷反而是后来获得的能力。

研究同时使用更能处理位点和分支差异的替换模型，以及新的基因树—物种树协调模型。后者不只比较单个保守基因，还显式描述不同谱系中基因复制、丢失和水平转移速率的变化，试图降低基因组简化或快速演化把支系错误吸引到根部的风险。多套分析收敛到广古菌基部或其附近的狭窄根区。

该结果支持最后古菌共同祖先 LACA 是较复杂、自由生活的嗜热或超嗜热产甲烷生物，而不是极简宿主依赖体。DPANN 则被恢复为 TACK 与 Asgard 古菌的姐妹群，其演化历史包含多次基因组精简和扩张，宿主相关形态可能在后来通过大量基因丢失形成。对早期生命、代谢演化和真核起源研究者而言，产甲烷由此重新成为古菌祖先的核心特征，并改变对早期生态位的推断。

不过，数十亿年前的根部无法被化石直接校准到基因组细节。长枝吸引、未采样或已灭绝支系、水平转移、基因家族定义和替换模型不足都可能影响结果；多方法收敛提高可信度，却不是最终证明。后续需加入新发现古菌基因组、用独立标记和模拟检验模型偏差，并比较不同基因转移先验。该研究应理解为当前数据下更受支持的祖先假说，而非古菌生命树已经封闭。

信息来源

• Nature Communications 论文页
• DOI

可信度说明

来源为 Nature Communications 同行评议论文原始页，可核验广古菌基部根、位点/分支异质模型、基因复制—丢失—转移协调、复杂自由生活产甲烷祖先，以及 DPANN 后期基因组简化解释。深时根部推断无法直接实验重现，仍受采样、水平转移和模型设定影响。

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