生命之树

1837 年夏季，刚刚随着“小猎犬”号结束了为期 5 年的环球航行的达尔文，在他的笔记本中“我认为”几个字的下方画下了一张草图。这幅形似树木枝干的不起眼的涂鸦，简洁明了地描绘出他的理论主体，而它此后将以自然选择为基础发展为进化论：当单一物种的不同族群生活在不同环境中时会随机地变异——再加上自然选择挑选出特定环境中具备生存优势的性状——这将最终导致它们演化为不同的物种。这个在数亿年间一次又一次重复的进程，解释了我们的星球上为何会出现如万花筒般千变万化的诸多生命形式，而当它们落于纸面时又呈现出树一般的图样。

如果我们沿这棵生命之树追溯至它的树干基部，就会发现最近普适共同祖先（LUCA）——一个单细胞的、类似于细菌的有机体——是包括人类在内的所有生物的远古祖先。从蓝鲸到巨杉，再到细菌，正是因为这个共同的祖先，所有生物才继承了储存遗传信息的DNA，拥有作为普遍能量来源的名为ATP的分子等共同特征。沿着这棵树向上走，树干伸展出三根枝条，分别代表生物的三大域。其中两个分枝由肉眼不可见的生物组成，即细菌，还有古生菌——形似细菌的单细胞微生物。 第三个分枝描述的是真核生物，其特征是将DNA存储于细胞核之中，利用一种名为线粒体的特化结构产生能量。这三种类别囊括了所有的复杂生命，包括动物、植物和真菌，但在庞大的生命之树上，它只构成了几根小枝丫。地球上共有将近 870 万种动物、植物和真菌， ⁶ 而细菌和古生菌共有约 1 万亿——100 万的 100 万倍——种类型。在这个星球上的所有物种之中，只有不到 0.001%的是真核生物。 ⁷

美国古生物学家史蒂芬·杰伊·古尔德（Stephen Jay Gould）认为，“以任何可能的、合理的或者公平的标准看来，细菌都是——且一直都是——地球上的主要生命形式”。 ⁸ 原因之一是它们存在的时间实在太长了。地球形成于大约 46 亿年前，化石中最早能证明细菌生命存在的证据形成于地球诞生近十亿年之后。单细胞真核生物大约在 18 亿年前出现，而最古老的多细胞生物又花了十多亿年才演化出来，尽管当时它们只是一些微小的、像蠕虫一样的生物。相对而言，人类是后来者。800 万到 600 万年前，人类才从黑猩猩亚族中分化出来， ⁹ 而智人存在的最早证据也仅能追溯到大约 30 万年前。 ¹⁰ 以人类的大脑很难将如此漫长的时间概念化，但如果将 46 亿年的时间压缩为一个日历年，那么细菌在早春时候就已演化出来了，而直到12 月 31 日的午夜之前半小时左右，人类才终于出现。 ¹¹

细菌随处可见，无论在南极洲的冰山，还是喷涌着地心热液的海底，都能找到它们的踪迹。地面以下和地面以上的数公里内，都是它们的生存空间。它们会影响云甚至闪电的形成。 ¹² 它们的数量如此庞大，以至于尽管体积极小，但地球上细菌的总质量还是达到了动物总质量的 35 倍之多，而且是人类总质量的 1 000 倍。 ¹³ 细菌不仅无处不在，还对我们的星球有着深远的影响。

25 亿年前，我们的世界几乎完全浸没在水中，只有零星的火山山峰刺穿海面。 ¹⁴ 大气中的甲烷产生了温室效应，令当时的星球远比如今要热得多。无论在水里还是空气中，几乎都不存在游离氧，因为氧原子全部被禁锢在其他的分子之中。地球上的生命由厌氧细菌组成。而后，随着蓝绿菌——利用太阳光为光合作用提供能量的蓝绿色藻类——的出现，世界开始发生变化。光合作用产生能量的效率要高得多，带给蓝绿菌巨大的演化优势。蓝绿菌的数量暴增，在数亿年的时间里，它们将大量的氧气——光合作用的一种副产物——输送到海洋和大气之中。

这场大氧化事件（GOE）改变了这颗星球。 ¹⁵ 一些氧气与空气中的甲烷混合形成了二氧化碳，一种效率低得多的温室气体。随着星球冷却，冰盖悄悄爬向了热带地区。海平面下降，陆地从水中浮现。大气中的氧气含量丰富起来不久，真核生物开始出现，后留存在化石中。这并非巧合，所有植物和动物都通过有氧呼吸产生能量，其效率是无氧呼吸的 20 倍——因此也更加适合维持大型多细胞生物的生存。

在维持足够的大气以支持复杂生命存活这一工作中，微生物一直扮演着重要角色。海洋中的蓝绿菌仍在向大气提供氧气。总体而言，浮游植物——海洋中进行光合作用的微生物——产生的氧气，至少占了生物体所产生氧气总量的一半。 ¹⁶ 而且，细菌还发挥着许多其他极为重要的作用。它们将碳、氮、硫和磷转化为能被动物、植物和真菌利用的营养物质。当动物、植物和真菌死亡时，细菌通过分解作用让这些化合物返回生态系统。毫不夸张地说，是细菌让这颗星球变得适合包括人类在内的复杂生命存活。这是一个细菌的世界，我们只是偷偷住在这里而已。 bHlJl/eLdS3ZDg1jIk4BGrDBBJP4JgIm+t+E4C8adeEJcHK64OSsc+YmhmkkTuky