* 艺术家对早期地球的想象（图片来源：美国国家航天航空局）
通过研究生命的基因树，科学家们确定，地球上的第一个生命可能生活在水下，因为那里可以免受来自太阳的有害紫外线的影响。
地球上生命的起源仍然是一个谜，科学家们正在慢慢地拼凑基因碎片，以了解在25亿到40亿年前，地球上第一个生命是如何生活的。现在，来自威斯康星大学麦迪逊分校和加州大学河滨分校的科学家们利用机器学习技术，追踪了一种名为“视紫红质”的蛋白质分子的进化发展，追溯到地球上曾经存在过的一些最古老的微生物生命形式。科学家们认为，研究结果也可以为寻找地球以外的生命提供信息。
加州大学河滨分校的天体生物学家爱德华· 施维特曼是这项新研究的合作者之一，他在一份声明中说：“这就像是用许多孙辈的DNA来复制他们祖父母的DNA。”
研究人员怀疑，视紫红质为早期生命提供了动力，将太阳光转化为能量。在地球上，视紫红质可以吸收蓝色、绿色、黄色和橙色的光。它也与我们眼睛用来看世界的吸光棒和锥细胞有密切关系。
施维特曼和他的同事们开始使用机器学习在地球上尽可能广泛的生命中寻找控制视紫红质的基因，然后分析那些拥有最长谱系的基因。
分析表明，古代视紫红质只吸收蓝光和绿光。这种减弱的能力证明在早期生命可能起源于海洋的假设是有道理的，在那里，蓝色和绿色波长的光比其他光学波长更能穿透更深的水柱，生物通过吸收这些波长来获得能量。
由于地球表面的很多地方都是生命的“禁区”，海洋就成为了少数能让早期生命安全形成的地方之一。这是因为早期地球的大气层没有自由氧，因此没有臭氧层来保护生命免受有害的太阳紫外线辐射。相反，生命会躲在地下或海洋深处，在那里它可以免受紫外线的伤害。
因此，这些发现让我们了解了地球上早期生命生活的环境，以及生命是如何从环境中汲取能量的。
贝图尔·卡卡尔（译者注：威斯康星大学麦迪逊分校的天体生物学家、这项新研究的主要作者）在一份声明中说：“我们复活了一个分子的古代DNA序列，它让我们能够联系到过去的生物和环境。”
* 生命可能存在于早期地球的海洋中，在那里它能免受紫外线侵害（图片来源：美国国家航空航天局）
施维特曼说：“在早期的地球上，能源可能是非常稀缺的。”他指出，古代微生物一定知道如何利用现有的能源，而不需要复杂的过程，比如现代植物将阳光转化为能量储存分子的光合作用。
虽然视紫红质与叶绿素（译者注：光合作用的核心化合物）的作用类似，但它们之间并没有关系。相反，它们会各自进化，以填补不被其他物种占据的生态位。
视紫红质真正开始进化成更现代的形式是在大约20到25亿年前，当时地球的大气层突然充满了氧气，这是由微小的光合蓝藻细菌产生的，被称为“大氧化事件”。它也被称为“氧气大灾难”，因为大气的变化导致大量不呼吸氧气的微生物物种灭绝。
大量的氧气很快形成了一个臭氧层，阻挡了有害的太阳紫外线辐射，让那些能够适应新的富氧环境的微生物离开海洋和地下生态位，更自由地在地球表面扩散。与海洋深处相比，地球表面有更多波长的阳光，视紫红质也完成了自身的进化来吸收这些阳光。
这些发现也可以应用于天体生物学。施维特曼说：“与我们今天的世界相比，早期的地球是一个陌生的环境，了解这里的生物是如何随着时间和不同环境发生变化的，将教会我们如何寻找和识别其他地方的生命。”
（科幻世界 独家编译）
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