基于 DNA 分析的所有开花植物属的生命之树图。 （图片来源：Zuntini 等人拍摄，2024 年，CC BY）

地球上的所有物种，无论是现存的还是灭绝的，都是相互关联的。我们之所以知道这一点，是因为一种叫做生命之树的生物学工具。这棵“树”采用图表的形式，描绘了植物、动物和其他生物之间的关系。它的“树干”连续分叉成数百万个越来越复杂的“树枝”，每个树枝都代表着一条新的生命之链。

这种生物学隐喻的起源很难追溯，因为历史上的科学家一直试图用树状图来直观地描绘生物之间的关系。但大多数科学家认为现代树的起源要归功于查尔斯·达尔文。

英国自然历史博物馆的分子进化生物学家伊恩·巴恩斯说：“达尔文的真正伟大之处在于，他提出了一种机制，通过这种机制，不同的分支实际上就会出现。”巴恩斯告诉《生活科学》杂志，这种机制当然就是进化。

根据达尔文的说法，地球上的所有生命都起源于一个祖先：在未来的几十年里，研究将继续表明，很可能存在一个“最后的共同祖先”（LUCA）——一个大约 42 亿年前存在的细胞，地球上所有的生命都是从这个细胞进化而来的。今天，LUCA 代表着这棵树的粗壮底部，从这个基础开始，这棵树分成三个坚固的分支。“你的第一个起始群体将是细菌、真核生物和古细菌，”巴恩斯说——这是生命的三个主要领域。

巴恩斯解释说，如果我们从细枝追溯到粗枝，就会看到地球上所有生命是如何联系在一起的，以及这些关系有多近或多远。两个物种之间的枝干越少，它们之间的关系就越密切。

然而，“生命之树并不是一成不变的静态事物，”巴恩斯补充道。从历史上看，科学家基于对生物体之间物理差异的细致观察绘制生命之树，因为这是他们确定生物体亲缘关系有多密切的唯一工具。但现在，我们有了 DNA 分析，它可以揭示两种生物体有多少共同的遗传物质，因此，在许多情况下，它可以更确切地显示它们的关系有多密切。

树上的每个分支都代表着一个共同祖先分裂成两个或多个后代——这一过程由自然选择推动。以真核生物为例。这个巨大的分支包括所有多细胞生命。在数百万年的时间里，它分裂成不同的进化谱系，称为进化枝。一个进化枝包括一个祖先和从它衍生的所有后代。

真核生物包括三个常见的演化支：植物、真菌和动物。在动物演化支（被定义为一个“界”）之后，树上有一个点，动物分化为无脊椎动物（没有脊柱）和脊椎动物（有脊柱），形成了两个新的演化支。脊椎动物群随后又分支出几个自己的演化支，包括哺乳动物。从这个类群中，经过数百万年的连续分支，我们人类——智人——最终诞生了。

事实上，DNA 分析表明，历史树上所代表的基础关系出奇地准确。但我们的现代工具也重新绘制了一些分支上的连接。“即使现在我们生成更多的 DNA 序列数据，或者我们以不同的方式分析它，我们也在改变树上的关系，”巴恩斯说。

他补充说，尽管这些变化不断发生，生命之树仍然是一个非常有用的工具。例如，通过揭示物种之间的关系，生命之树帮助科学家确定了药物治疗的新候选对象。巴恩斯说，观察生命之树还可以揭示生命随着时间的推移如何消长，并让我们将历史灭绝率与今天的灭绝率进行比较，了解其驱动因素。

“它不仅仅是一幅描绘生物体之间关系的漫画，这本身就很有用，”他补充道。“但特别是一旦我们能为事物设定一个时间尺度，它实际上就变成了一种分析工具。”