进化视角下的生命起源

生命起源通常被主要作为化学问题来阐述，但生命的定义性特征是演化。地球化学、原生化学和分子生物学的进展已产生多种关于宇宙早期genome、代谢和细胞囊泡出现情景，但这些模型大多缺乏种群遗传学框架。本文我们认为，生命起源研究必须从仅询问生命如何开始，扩展到探讨它如何从非生物系统演化。我们综合了比较基因组学、系统发育、生化和地球科学的证据，强调最后统一共生祖先(LUCA)已经是一个复杂、在生态系统中适应的种群，远离生命的起始点，暗示着深入的前LUCA演化历史。我们指出，种群遗传学、生态学和合成生物学可通过明确阐述选择、漂移、突变、水平基因转移、寄生虫和囊泡化在塑造早期社区中的作用来限制生命起源情景。最后，我们概述了一个覆盖原始代谢网络、自催化网络、原始细胞、翻译的出现以及向DNA基因组的过渡的演化研究议程，在该议程中，定性模型现在可以被以演化驱动的假设为支撑，这些假设可被理论和实验室实验（包括合成细胞实验）所检验。