2015年,科学家在“洛基城堡”附近的深海沉积物中,拼出了一些看似无关的基因碎片。用计算机拼图,他们复原了一个完整的基因组。没人知道这是谁的基因,但那一刻,科学界悄悄地抖了一下:这是一个新物种,而且不是一般的新物种——是全新的生命域级别的存在。

这就是“阿斯加德古菌”(Asgard archaea)。命名来自北欧神话,因为它实在太陌生、太特别,仿佛从天界而来。它们不是细菌,不是我们熟悉的真核生物,却可能是后者的祖宗。
传统上,生命被分为三域:细菌、古菌、真核生物。这个分类用了几十年。但阿斯加德的出现,把三域生命树撕出了一道口子。真核生物,很可能是它们的一支后裔。这不是枝叶的变动,这是根系的重绘。
在苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich),Martin Pilhofer团队盯着阿斯加德古菌已经好几年。他们拿到的研究对象叫“洛基古菌骨形亚种”(Lokiarchaeum ossiferum),来自斯洛文尼亚一条咸水通道的沉积物,最早由维也纳大学Christa Schleper团队分离。乍一看,这种单细胞微生物毫不起眼,但一旦上了冷冻电镜,它就不安分了。
这玩意有“骨架”。
不是字面意义上的骨头,而是一种蛋白质结构,类似真核细胞的细胞骨架。真核细胞有两种主要骨架成分:微丝(actin filaments)和微管(microtubules)。前者负责形状、运动,后者则是细胞运输和分裂的主力。科学家在这只“洛基古菌”体内发现了actin同源蛋白——他们称之为“Lokiactin”。
不仅存在,它还能组装成丝状结构,尤其集中在细胞的丝状伪足上。说得通俗点:它不是个死蛋白,它会动,会构建,会撑起细胞的“骨架系统”。更要命的是,这种Lokiactin并非偶然,在所有已知阿斯加德古菌中几乎都有分布。
这意味着,骨架不是附加组件,是它们的基本配置。
而真核细胞的另一根支柱——微管,原本被认为是更晚期的进化产物,没想到也在阿斯加德古菌中露出端倪。

在最新发表于《Cell》的研究中,ETH团队宣布:他们在洛基古菌中,捕捉到了微管结构。比起真核生物13条原纤维组成的粗壮微管,这些“古菌微管”只有5条,结构更小,但排列紧凑、管状清晰,关键是:它们能在一端持续增长。
这正是细胞运输的核心特征。
至今没人知道它们在古菌中具体运送什么,也没有找到能在微管上“行走”的马达蛋白。但管道在那里,机制具备,这是基础设施级别的进化。
更诡异的是,这些微管出现频率极低,只有极少数洛基古菌细胞拥有。而tubulin基因也只存在于极少数阿斯加德物种。这种“不普遍性”让人难以判断:它是进化实验的残留,还是一条尚未大规模展开的路径?
ETH的研究团队并不止步于显微镜。他们在昆虫细胞中表达了这些tubulin蛋白,复现了结构。这是生物化学、结构生物学和细胞生物学的一次正面交锋。最终结果证实:这不是偶发,是机制性的骨架原型。
有人开始复盘:真核细胞,到底是怎么来的?
主流假说一直是“内共生说”——一个古菌细胞吞噬了一个细菌,细菌成了后来的线粒体。问题是,吞噬动作需要柔软的细胞膜、变形能力和骨架支撑。细菌没有,古菌也没有。
阿斯加德有。
丝状伪足,actin骨架,微管运输——这些工具齐备。它能伸出触手,缠绕其他细胞,慢慢裹住,再缓缓吞下。如果真核的起点是一次吞噬,那阿斯加德古菌至少有了这个吞噬的“手”。
Lokiactin,是“手”的肌肉。微管,是“吞”的轨道。
从系统上看,它不是“像”真核,而是具备了最原始的真核能力。ETH团队几乎可以描绘出一个场景:十亿年前,一个阿斯加德细胞,在海底或湖底的泥沙中慢慢挪动,伪足伸展,捕捉到一只活泼的细菌。在细胞骨架的支撑下,它不再是简单的“外吸”,而是完成了历史性的“包裹入侵”。
那个细菌,后来变成了线粒体。这是在结构生物学的证据支撑下,最符合机制的一条链路。
ETH团队下一步准备研发针对阿斯加德古菌表面蛋白的抗体,希望能从混合微生物群落中“钓”出它们。他们称之为“fishing”,用分子工具下钩,精准拉起这些神秘物种。
阿斯加德古菌太难培养,太难稳定,只能靠这种方式“偷听”它们在自然界的低语。这就是最冷门的爆点:真核生命,不是从天而降的飞跃,而是阿斯加德古菌身上的微小演化逐步构建的。
再补一句。
Pilhofer团队说得很清楚:没有交叉学科,这一步走不出来。冷冻电镜、基因表达、细胞结构建模、生物化学验证,样样都不能少。