2021年4月28日，深圳大学高等研究院李猛教授课题组在《自然》上发表了题为“阿斯加德古菌的多样性及其与真核生物的关系”的研究长文。该论文为认识真核生物起源这一未解的生命科学之谜提供了新见解。

　　说起古菌，可能很多人都没听过。但若是说起恐龙灭绝的原因？可能很多人都能说出当今流行的很多猜想。其中有一个“重口味”的猜想就是——恐龙是因放屁太多被自己熏死的！这个猜想的科学依据就跟古菌有关。科学家提出，因为恐龙体内存在大量的古菌，古菌能产生甲烷，恐龙通过放屁使得空气中甲烷的浓度越来越高，温室效应大增，导致地球生态的巨变，恐龙也遭到了灭顶之灾。

　　究竟什么是古菌？李猛教授团队的研究成果对古菌的研究带来了什么进展？对此，广州日报全媒体记者进行了采访。

　　文/广州日报全媒体记者王纳

　　古菌被认为地球最早的生命

　　对于深海，黑暗环境、巨大压力和奇怪生物，总让人充满了想象力。而深海的未知环境，激发了科学家极大的好奇心。自上世纪九十年代起，科学家在一次次远航中，获得了珍贵的海底沉积物。他们的新发现就是体积微小而数量众多的微生物——古菌（Archaea）。在生物技术取得长足发展的今天，这种可能是地球上最古老生命体的秘密开始被一一解开。

　　古菌的英文名“Archaea”来源于希腊语，是“ancient”古老的意思。因为古菌常被发现生活在极端的环境中，被认为是极端微生物；但不是所有的古菌都存在于极端环境，也不是所有的极端微生物都属于古菌。由于陆地热泉和大洋中脊的环境和地球早期环境十分相似，因此古菌被认为可能是地球上最早出现的生命，即“古老的生命”。

　　有这样一种比喻，如果将地球约46亿年的年龄比作1小时，那么人类的诞生大约在59分59.9秒，而生长于热泉、海底或盐湖中的古菌则出生于9分18秒。研究古菌对研究生命起源有重要意义，有揭示生命进化过程的理论意义。

　　今天，随着地球环境被细菌和真核细胞生物大幅改造，古菌已经被后辈们侵占了大片领地。但在某些类似早期地球的隐秘角落里，我们仍然可以一睹这些“旧日支配者”们的尊荣。还有一些大隐于市的古菌，悄然融入了纷繁复杂的现代生物圈。在牛、羊等反刍动物以及白蚁的消化道内，潜藏着产甲烷古菌维持肠道的正常工作。因此，古菌离我们倒也不那么遥远，每一碗羊杂汤里，都有它们的身影。

　　同时，古菌广泛存在于人类的鼻子、肺、肠道和皮肤中。寄居在人体内的古菌主要是产甲烷古菌。人体内古菌可是一支不可小觑的队伍。

　　为真核生命起源提供新见解

　　阿斯加德（Asgard）古菌，又名仙宫古菌，是最近确立的第四个古菌超门。基于基因组数据的系统发育分析，有学者提出真核生物可能起源于阿斯加德古菌。（真核生物指由真核细胞构成的生物。包括原生生物界、真菌界、植物界和动物界。）记者从深圳大学了解到，该校高等研究院李猛教授课题组题为“阿斯加德古菌的多样性及其与真核生物的关系”的研究长文，4月28日发表在《自然》杂志上。该项研究从我国的滨海湿地、近海沉积物、西太平洋深渊等样品中发现六个阿斯加德古菌新门，并建立首个阿斯加德古菌功能基因库（AsCOG），研究还深入分析阿斯加德古菌的基因组和代谢潜能。

　　最重要的是，该研究重构了由原核生物（细菌、古菌）和真核生物组成的生命之树，从系统发育进化关系、真核特征蛋白功能演化及生理代谢的互作等方面详细阐释了阿斯加德古菌与真核生物的关系，为认识真核生物起源这一未解的生命科学之谜提供了新见解。

　　该项研究由深圳大学、美国国立卫生研究院、自然资源部第三海洋研究所和农业部沼气科学研究所等单位合作完成。深圳大学高等研究院李猛教授和美国国立卫生研究院Eugene Koonin教授为论文共同通讯作者，刘杨副研究员（深圳大学）、Kira Makarova博士（美国国立卫生研究院）和黄文聪硕士研究生（深圳大学）为共同第一作者。

　　红树林里发现古菌命名为“悟空”

　　最初的五个阿斯加德古菌门类均以北欧神话中的神命名。李猛教授课题组于2020年初在我国红树林湿地沉积物中率先发现了第六个阿斯加德古菌门，将其命名为葛德古菌（女巨人）。

　　在此基础上，李猛教授课题组与Eugene Koonin教授课题组等开展深入合作，对现有基因组和不同环境样品的宏基因组进行整合分析，获得了162个高质量的阿斯加德古菌基因组，其中75个属于尚未报道的新基因组，从中发现了6个尚未被报道的阿斯加德古菌新门，其中5个门类分别以北欧神话的神命名为赫尔莫德古菌、巴德尔古菌、霍德尔古菌、包尔古菌和卡瑞古菌，还有一个更为古老的阿斯加德古菌新分支则以中国古典名著《西游记》中大闹天宫的齐天大圣“孙悟空”的名字命名为悟空古菌，以彰显我国文化自信。

　　分析表明，悟空古菌具备氢氧化的化能自养代谢潜能，显著区别于其他阿斯加德古菌混合营养或异养的代谢模式，这也是将其命名为中国神话人物的原因。