上海交通大学团队揭示深古菌与早期地球协同演化历史

[本刊讯] 上海交通大学王风平教授团队修订更新了現有的深古菌物种分类体系，探究了不同深古菌类群的生态地理分布和代谢潜能的差异，并通过分子钟定年方法揭示了深古菌与早期地球的协同演化历史，相关研究成果于2023年7月5日发表在《科学进展》（Science Advances）上。

深古菌（Bathyarchaeia）是现代地球上丰度最高的微生物类群之一，然而由于难以培养等问题，目前对于深古菌的系统分类仍然较为混乱，对其生态地理分布、代谢功能、起源和演化历史尚缺乏系统研究。

该团队通过构建迄今为止最为全面的深古菌基因组数据集，修订并更新了现有的深古菌物种分类系统，将深古菌分为8个目水平分类单元，并分别以中国传统经典神话人物形象，将其命名为毕方目、金乌目、玄武目、妈祖目、后土目、无支祁目、朱雀目和白泽目。进而，基于该新提出的物种分类系统，深入分析了深古菌在不同现代地球环境下的生态地理分布，发现除海洋沉积物以外，现代陆地和地热（热泉和热液）生态系统中也同样栖息着多样的深古菌物种，且不同深古菌类群具有明显的物种特异性环境分布特征。进一步的代谢分析表明，部分深古菌类群很可能在深部生物圈的一碳化合物循环和黑暗碳固定过程中扮演着之前被忽视的重要角色。

此外，团队通过分子钟定年的方法对深古菌起源和演化历史开展了研究。结果显示，深古菌的共同祖先大约起源于33亿年前，与太古代原始地球大陆首次露出海平面的时间接近。随后深古菌的主要类群在距今30亿～25亿以及18亿年前发生了多次大规模的物种分化，分别对应板块运动的起始、大陆扩张以及全球海底火山喷发事件发生的地质历史时期，表明深古菌的起源和演化很可能受到原始地球板块运动的驱动和影响。

该研究在地质历史时间尺度上，对深古菌在全球碳循环过程中的生态效应进行了探究，为今后更加深入地探究微生物与地球系统之间的协同演化以及早期生命起源提供了新的思路和方向。

（馨 娅）