在過(guò)去的近300年中，生物分類(lèi)法從兩界、三界一直被擴(kuò)充到六界三域，分類(lèi)系統(tǒng)不斷被改寫(xiě)。然而，演化樹(shù)的改寫(xiě)可能還會(huì)繼續(xù)下去。美國(guó)加州大學(xué)基因中心和文特爾研究所對(duì)海洋水樣本中的DNA序列分析的合作研究發(fā)現(xiàn)，地球上可能存在著三個(gè)域之外的生物。

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外環(huán)境入手測(cè)DNA序列

這個(gè)發(fā)現(xiàn)十分驚人，其可能改寫(xiě)從上世紀(jì)90年代以來(lái)延續(xù)的主流生物分類(lèi)學(xué)法。研究是加州大學(xué)戴維斯分校基因中心的艾森（Jonathan  Eisen）領(lǐng)頭所做。他與同事們提取了一部分海洋水樣本中的DNA進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)這些樣本基因序列十分不同尋常，和人們平時(shí)所知的細(xì)胞生物似乎關(guān)系非常疏遠(yuǎn)，完全像是來(lái)自另外一個(gè)全新的生物域。相關(guān)論文發(fā)表于《公共科學(xué)圖書(shū)館·綜合》（PLoS  One）。

基因分析是目前用來(lái)進(jìn)行生物分類(lèi)和判斷的好工具。我們星球上大部分的物種并非日常所見(jiàn)的動(dòng)植物，而是看上去像是一個(gè)個(gè)單一細(xì)胞的低等生物體，如果要判斷它們?cè)谘莼瘶?shù)上處于什么位置，生物學(xué)家們需要在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)它們，等有了足夠的DNA后再進(jìn)行基因分析。但艾森表示，這里的問(wèn)題是，這些物種的絕大部分，差不多占所有物種的99%，都沒(méi)法在實(shí)驗(yàn)室里被培育。“它們就像是生物宇宙里的暗物質(zhì)。”他打了一個(gè)比方。

為了探尋生物的“暗物質(zhì)”，艾森展開(kāi)了和世界上最出名的私人基因研究所——文特爾研究所的合作。“壞小子”文特爾因支持基因譜私有化和“人造生命”等立場(chǎng)而成為世界上最受爭(zhēng)議的科學(xué)家之一，但是他擁有的私人研究所的確是當(dāng)前最強(qiáng)大的基因研究機(jī)構(gòu)之一。對(duì)于這項(xiàng)探究“暗生物”的挑戰(zhàn)，他和他的同事們采用了一種現(xiàn)在很前沿的研究方法，叫做“宏基因組學(xué)”（微生物環(huán)境基因組學(xué)）進(jìn)行研究，傳統(tǒng)的微生物基因序列分析需要在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)微生物，但用宏基因組學(xué)，可以直接從環(huán)境樣品中提取全部微生物的DNA，那就可以避開(kāi)有的微生物很難在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)的難題。艾森表示，加上這種方法，無(wú)論是環(huán)境中采集的還是實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)的，現(xiàn)在沒(méi)有DNA序列是測(cè)不出來(lái)的。

假設(shè)可能只是“錯(cuò)覺(jué)”

在此次研究中，艾森和文特爾提取了“全球海洋取樣考察”（Global  Ocean  Sampling  Expedition）中采集的海水樣品，通過(guò)宏基因組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其中有一些基因序列和此前所知的徹底不一樣，無(wú)論如何也放不進(jìn)現(xiàn)有的演化樹(shù)中。

“問(wèn)題是，它們是哪兒來(lái)的？”艾森說(shuō)。目前還沒(méi)有一個(gè)科學(xué)家能夠解答得了，這些基因不知道到底是屬于什么生物。不過(guò)，艾森表示，現(xiàn)在出現(xiàn)了兩種假設(shè)，一種是這些基因序列來(lái)自一些很與眾不同的病毒，而另一種假設(shè)則更為令人驚訝，這些神秘的基因序列或許代表著生命樹(shù)上一個(gè)完全嶄新未知的分支。

這個(gè)假設(shè)是十分大膽的，生物學(xué)界一些人表示激動(dòng)，但也有一些人認(rèn)為現(xiàn)在就談生命的“第四維度”為時(shí)過(guò)早。如加拿大渥太華麥克馬斯特大學(xué)的生物學(xué)家古普塔（Radhey  Gupta）說(shuō)，盡管這個(gè)發(fā)現(xiàn)很有意義，但還是得小心下結(jié)論才行，因?yàn)榭赡苡懈嗟慕忉專热纾@些基因序列可能來(lái)自一些生活在獨(dú)特的環(huán)境中的細(xì)胞生物，有的環(huán)境可能導(dǎo)致生物的基因發(fā)生迅速的演變，這就有可能給做基因分析的科學(xué)家?guī)?lái)錯(cuò)覺(jué)，以為這是在很早很早以前就和其他生物分家了的“新”的生命形式。

“現(xiàn)在生物是否分成三個(gè)域，或者這三個(gè)域之間的生物是怎么相互聯(lián)系的，這些都還有著很大的分歧。”古普塔說(shuō)，“如果再加上對(duì)第四個(gè)域的討論，只會(huì)讓人們更加困惑。”

不過(guò)，法國(guó)巴黎第六大學(xué)科學(xué)家巴普苔絲特（Eric  Bapteste）的回應(yīng)則更積極一點(diǎn)：“事實(shí)就是基因是非常多樣的，而且毫無(wú)疑問(wèn)其中的大部分我們都是未知的，要設(shè)想還有一個(gè)全新的生物域在那兒這也是合情合理的。”

演化樹(shù)面臨再次重寫(xiě)  

研究接下來(lái)的一個(gè)工作就是要更進(jìn)一步地確定這些序列的來(lái)源，將尋找這些基因到底是突然變異的還是從另一個(gè)奇怪的“維度”來(lái)的。對(duì)這些樣本的進(jìn)一步分析，還可以確定這些神秘的基因序列到底屬于什么生物體。  

假設(shè)艾森等人的進(jìn)一步工作發(fā)現(xiàn)，這些基因序列的確是來(lái)自一個(gè)全新的生物域，那生物演化樹(shù)將再次被推翻重寫(xiě)。  

艾森介紹說(shuō)，到上世紀(jì)90年代之前，演化樹(shù)上只有兩個(gè)分支：一個(gè)是真核生物，包括動(dòng)物、植物、真菌和一些奇怪的生物形式，比如黏液菌；而沒(méi)有被列入真核生物的，則被稱為“其他所有一切生物”。隨著基因分析技術(shù)的進(jìn)步，上世紀(jì)90年代后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，所謂的“其他所有一切生物”并不能籠統(tǒng)地歸在一起，它事實(shí)上有兩個(gè)完全不同的域：細(xì)菌和古菌。

即使這樣，生物學(xué)家對(duì)演化樹(shù)如何來(lái)畫(huà)依舊是分歧多多，還有不少存在爭(zhēng)議的生物，比如擬菌病毒，這是目前所知的最大的病毒之一，有人就認(rèn)為其應(yīng)該單獨(dú)代表一個(gè)新的域，它里面帶有很多在細(xì)胞生物中才有的基因，所以不應(yīng)該看成是病毒。“如果你把這些擬菌病毒看成是第四個(gè)分支，那我們的序列或許代表著第五個(gè)分支，只不過(guò)現(xiàn)在我們都還不知道而已。”艾森說(shuō)。