地球上所有的生物有一個共同的祖先嗎？

這其實是一個細胞學和生物學非常有意思的問題。

要回答這個問題我們需要先了解生物分類學的概念。這裏人們最常用到的模型就是生物前進演化樹（ tree of evolution）

^[1]

當然，這是一個接近於科普性質的生物前進演化樹。隨著科學的發展，對已知物種的基因學檢測和生存環境等等一系列的考慮條件足以讓科學家繪畫出一個豐富多彩的生物前進演化之路。

^[2]

現在的科學家透過這樣的一棵樹，可以把生物更加具體的根據 種 屬 科 目 綱 門 界 這樣的從小到大分類方式把每一種生物嚴絲合縫的放入一個標準模型中。

比如我們人類在這一系統中叫做 Homo Sapiens， 就說明了人類的種是 Sapiens（智人種），屬是 Homo（人屬）。再往上呢？ 人科，靈長目，哺乳綱，脊索動物門，動物界，真核域。

換句話說，在生物前進演化樹中，我們和鯨魚是在哺乳綱開始分道揚鑣的，和很多黑猩猩卻是從人科開始變化的。

也就是說， 我們和黑猩猩是在分化到靈長目的一個共同祖先（common ancestor）之後，因為生存環境或者別的不同而開始出現了種族的差異。 這是不是意味著我們和猴子有一個共同祖先呢？

沒錯，這個祖先我們把它叫做 黑猩猩-人類最後共同祖先（Chimpanzee–human last common ancestor，CHLCA） 如今，有人認為這個物種叫做Graecopithecus freybergi ， 但是還沒有一個準確的定論。這個物種的分布初步也被判斷為在歐洲而不是非洲 ^[3] ，但我們依舊還沒有能夠讓科學家下定論的絕對性化石證據。

這些牙齒同時發現的是一個下顎骨化石，沒錯，科學家透過一塊下顎骨判斷有可能這個物種就是人類與黑猩猩的最後共同祖先了。

人和鯨魚有沒有共同祖先呢？透過上面的分類，我們知道鯨魚和我們都是哺乳綱的生物，所以這個祖先叫做 最後共同哺乳綱祖先（last common mammalian ancestor， LCMA）

有可能 長這樣。

講到這裏你可能突然意識到了，那是不是我們一直追溯到最上面的分類，找一個祖先，他就是所有生物的一個共同祖先了呢？這就是生物分類學專家抽絲剝繭希望靠近的真相了，接下來，讓我們直接看看最大的分類——域(domains)。

域，再過去一直被認為有三個： 細菌域(Bacteria) ， 古菌域(Archaea) 和 真核生物域(Eukaryota) 。但在2013 年，一位叫做 Williams 的教授在科學雜誌（Nature）刊登了一篇名為An archaeal origin of eukaryotes supports only two primary domains of life（真核生物是古菌的一個分支證明了只有兩個域）的文章。換成人話，本身生物樹大家一直以為有三個最粗的樹枝，現在科學家仔細研究後發現：對不起我看錯了， 真核生物這個枝子是從古菌身上冒出來的，我們所有真核生物是從古菌前進演化而來的。

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故事到這裏我們已經快要接觸到一個真相了。如果我們找到了一個共同祖先，它是古菌域和細菌域在分家以前的最後一種生物，至此之後，細菌和古菌漸行漸遠，這是否就可以證明現在我們已知的所有生物具有一個共同祖先呢？

等等！ちょっと待って！

那我們怎麽確定古菌不是細菌的分支？或者細菌是古菌的分支呢？ 真核生物已經被證明雖然粗枝大葉但依舊只是古菌域的一部份對吧？怎麽證明？

科學家還真想辦法證明了。。。

請原諒我紛亂錯綜的筆記 orz。這是一張比較古菌和細菌域相同和不同比較的表格。

左邊相同的部份包括了：他們都有 共通程式碼 （基因或者密碼子）， 核糖體 （負責把基因轉譯（translation）成蛋白質）， 轉錄 （DNA 轉譯成 RNA）， 轉譯 （RNA 轉譯成蛋白質，主要就是由核糖體）， 檸檬酸迴圈 （也叫三羧酸迴圈，把糖啊脂肪啊轉換成能量為細胞所用的神奇小秘密（劃掉））和 化學滲透以及 都有ATP合成酶 。

右邊不同部份包括了 細胞膜 ， 脂肪合成酶 ， 細胞壁 ， 糖解作用 ， DNA 復制和呼吸作用鏈 。

等等...?也就是說： 古菌和細菌的細胞膜不一樣？？？

換個說法，他倆要是想從一個變成另一個，就得把自己的皮換一遍，要知道他們最初作為單細胞生物的存在，全靠這一張皮兜著那一點點家產的。這在生物學上已經是一個可以允許兩個域存在的差距了。這說明 他倆確實不是一個分支，是兩個獨立存在的域 。也就是說，他們兩個存在一個 最後共同祖先 ，而它就是我們正在尋找而希望得到的答案：地球上的所有生物的共同祖先。

生命科學的精髓在於我們先假設有，然後再去尋找，這個生物我們把它叫做： 最後普遍共同生物祖先（Last Universal Common Ancestor，LUCA） 。

在大家不斷思索著這個生物會是什麽形態時，2016 年，一位叫做Madeline 在 nature 發表了一篇名為The physiology and habitat of the last universal common ancestor（最後共同祖先的生理學和棲息環境） ^[5] 。這篇文章提到說如果有一個地方可以滿足 LUCA 的形成和活動，這個地方可能是 Alkaline hydrothermal vents，轉譯過來就是： 堿性熱液噴口 。

這個堿性熱液噴口長這樣，存在於在海底的高溫堿性環境中。這樣的環境給我們的資訊轉譯過來就是：

堿性-有可能具有離子差

高溫-可能這個生物嗜熱

形態呢？根據科學家的推斷， 這個生物有可能是一個長得和現代細菌很像的，嗜熱的，沒有細胞核結構而且由脂膜包裹的（不確定哪一種脂膜）生物，這個生物有可能透過細胞分裂（二次裂分化）而繁殖。

但這裏有一點很重要： 我們尋找的是目前地球已知所有生物共同的那個祖先，但並不代表說我們找到了一個世界上第一種生物（origin of life） 。但我們的尋找以及得到的結果其實從某種意義上來說也是一個不錯的訊息了，是不是有可能出了地球以後，在另一顆適合人類生存的星球上也有堿性熱液噴口？畢竟這對於一個星球來說是不難生成的地質結構，在那裏，可能有一些微小的生命已經誕生了？

講到這裏，我們來到了這次旅行的結尾。 生物本身就是浪漫的，當我們仰望星空時，每一顆閃爍的星星都有可能是一顆發亮的恒星，而每一顆星星所形成的「太陽系」中，會不會恰好有這麽一顆和地球很像的星球？在那裏，一切都還很安靜，還沒有看到一絲綠色，但在深深的海底的一個熱噴泉周圍，生命的種子已經種下了。而等待他們的，是另一場數億年的前進演化之路，是無數生命繁衍的開始，也是一個新的星際文明最初的種子。

4月 30 日補一條更新

評論區有位朋友提到人類現在的形態是否是註定的，我突然很想在這一點上做一個很有趣的補充。這個問題讓我想到了知乎的另一個問題：人的手指為什麽是5根，有什麽前進演化學意義嗎？

其實如果從生理學角度來說，人完全有可以在 4 到 6 根手指下都可以獲得極高的生存優勢，甚至我們可以說，全世界所有動物都不一定必須要是 5 指呀。其實，我們的 5 指是透過一個 hox genes 來決定的，文獻補充： ^[6]

這一個基因在那一條問題裏已經被解釋的非常清晰了。科學家的研究發現，基因只是碰巧選擇了 5 指而已，換言之，如果在前進演化中我們得到的是另一個基因而誕生了 6 指生物，這也是很有可能的。

也就是說，我們變成了現在這樣的人類從某種角度來說也充滿了偶然性，也許重新開一個新副本我們可能就不長這樣了呢？

對稱性的研究我並不了解，但是外骨骼的具體結構我覺得某種角度來說也是具有偶然性的，內骨骼還是有了比較好，沒有的話會不會軟踏踏的？

參考

1. ^ tree of evolution https://www.nationalgeographic.org/media/tree-life/
2. ^ evolutionary tree https://www.reddit.com/r/evolution/comments/2edj2e/just_a_graph_of_the_evolutionary_tree/
3. ^ Our common ancestor with chimps may be from Europe, not Africa https://www.newscientist.com/article/2132026-our-common-ancestor-with-chimps-may-be-from-europe-not-africa/
4. ^ An archaeal origin of eukaryotes supports only two primary domains of life https://www.nature.com/articles/nature12779
5. ^ The physiology and habitat of the last universal common ancestor https://www.nature.com/articles/nmicrobiol2016116
6. ^ Why do human beings have five fingers on each hand? https://www.quora.com/Why-do-human-beings-have-five-fingers-on-each-hand/answer/Yaakov-Mikhael-Liu?ch=10&share=4d27767b&srid=3PUOh