微生物學 生態與演化 科學報導 遺傳學

細菌大功臣: 解開達爾文演化之謎

由UCLA的J. William Schopf教授所領軍的研究團隊發現了18億年前棲息在深海的硫化菌化石,化石顯示這種硫化菌與23億年前在同地點,甚至是現代棲息在智利深海的現生硫化菌在形態上比較起來並沒有差別,這也就表示此種硫化菌在這23億年之間幾乎沒有演化,而這樣的研究結果,身為第一作者的J. William Schopf教授認為恰恰為達爾文的演化論提供了有力的證據,且此結果發表在美國國家科學院期刊 (Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)。

研究團隊檢測澳洲西部海域中完整保存硫化菌的化石,J. William Schopf教授所研究的化石可回溯到約22億年前到24億年前的大氧化事件 (Great Oxidation Event),是指當時大氣中的游離氧含量劇烈增加。而氧氣的突然增加也導致硫以及氮的大量產生,也因此,硫化菌在當時開始大量繁衍。

研究團隊利用拉曼光譜分析儀 (Raman spectroscopy),分析化石內的化學組成。除此之外, 也利用了共軛焦雷射掃描式顯微鏡 (confocal laser scanning microscopy)將石頭內所保存的化石做成3-D模型。這些研究結果顯示,無論是菌落型態、棲息地、以及化石群落的組織都高度相似。這也代表在這幾乎是半個地球的歷史之間,此硫化菌幾乎沒有演化發生,那,到底該如何解釋呢?

首先,達爾文最著名的是「天擇說」,也是其演化學說的核心。達爾文認為藉著外界環境的變動,使自然界透過競爭,對於遺傳性狀變異的生物個體汰劣存良而達到篩選的作用,使較能適應環境的個體將其性狀遺傳到下一代。因此,演化論的基礎是建立在有變動的環境以及其遺傳性狀可以藉由生殖而傳到下一代。[2] 也就是說,除非周遭環境有改變,否則生物並不會有演化發生。硫化菌所身處的深海環境在這30億年之間幾乎完全沒有變動,也因此23億年前以及18億年前的硫化菌跟現今的硫化菌並沒有差異。

J. William Schopf教授說,若硫化菌在如此穩定的環境之下生存,還有演化發生,才真的是顛覆了我們對達爾文演化論的認知呢!

圖片來源: https://tinyurl.com/y73urkw4

參考資料

  1. Schopf JW, Kudryavtsev AB, Walter MR, Van Kranendonk MJ, Williford KH, Kozdon R, Valley JW, Gallardo VA, Espinoza C, Flannery DT. Sulfur-cycling fossil bacteria from the 1.8-Ga Duck Creek Formation provide promising evidence of evolution’s null hypothesis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Feb 17;112(7):2087-92. doi: 10.1073/pnas.1419241112. (原始文獻)
  2. Kahn Academy. Darwin, evolution, & natural selection. https://tinyurl.com/y7fqbduh

撰文│蕭皓文
審稿│陳彥善

About the author

蕭皓文

蕭皓文

目前在中研院基因體中心擔任研究助理,也正準備申請美國生醫博士班。

Leave a Comment