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生物的内共生现象

从原核生物演化出真核生物,是生命演化史上又一个重要的里程碑。

如何从简单的原核细胞,演化成包含细胞核等复杂细胞器的真核细胞?揭示这一问题的答案,主要归功于已故的美国麻省大学古生物学家琳·马古利斯。

马古利斯提出了十分烧脑的生物“内共生”理论,认为真核细胞中的细胞器原本是独立的原核生物,它们被更大的原核生物“吃”到体内后存活下来,并经过长期的 共生 演化,最终变成了后者的细胞器。

术语

共生(互利共生)是指两种或两种以上生物生活在一起的相互关系,一方为另一方提供利于生存的帮助,同时也获得了对方的帮助。按照当下流行的说法,即互惠双赢。

马古利斯在半个世纪前“脑洞大开”所提出的这一想法太具有革命性了,虽然长期以来备受争议,但现在逐渐被大家接受。这也是一段非常有名的科学故事。

早在19世纪中期,一些科学家就提出关于生物共生的构想,到了20世纪初期,另一些科学家也曾提出类似理论,但是,马古利斯的理论是第一个直接根据微生物学研究所作的推论。

1966年,她试图发表自己对复杂生命的进化问题的突破性论文《有丝分裂细胞的起源》,却先后被15种科学杂志拒稿。当她的文章在1967年最终发表时,批评接踵而来,甚至被同行斥为“垃圾”。

马古利斯的理论在当时属于反“新达尔文主义”的“离经叛道”学说,遭到主流学派的强烈反对是很自然的事,她甚至被扣上“科学叛逆”的帽子。然而,她始终坚持自己的观点,并不断地完善证据,后来逐渐被越来越多的同行接受。

从事科学研究就要像马古利斯这样,敢于挑战传统理论体系,勇于坚持真理,不怕挫折,不惧失败,砥砺前行。新的发现和理论,尤其是具有革命性和颠覆性的理论,最初总会遇到传统学派的批评、围攻和抵制,但是要相信真理终究会战胜谬误,因为科学具有自我纠错的机制。

不同生物间的共生现象在自然界并不罕见。我们的口腔及肠胃里生活着大量的微生物,它们帮助我们消化食物,跟人体维持着互利共生的“和平共处”关系。

内共生理论的不同之处在于,它是指细胞内部的共生现象。由于单细胞生物的个体是由单个细胞组成的,因而,发生内共生现象没有什么特殊的困难。像变形虫一类的单细胞生物,仍然被其他单细胞生物吞噬并消化。在偶然的情况下,被吞噬的单细胞生物并没有被消化,而是侥幸地生存下来,经过长期共生演化,变成了细胞器。

马古利斯认为,被吞噬的蓝细菌变成了叶绿体,好氧细菌变成了线粒体,这样一来,便形成了真核细胞。

尽管地球上现在仍有很多原核生物,但直到真核生物出现后,地球上才有了美丽奇异的生物多样性。

内共生现象示意图

“龙生龙,凤生凤,老鼠生儿会打洞”,这一俗话早在现代遗传学建立之前,就为人们所津津乐道。

尽管古人对基因一无所知,却对遗传现象深信不疑。唐朝大诗人杜甫曾写过“诗是吾家事,人传世上情”,并说自己“七龄思即壮,开口咏凤凰”,可见他对自己的家学渊源及诗学基因是颇为自豪的。

那么,基因与遗传究竟是怎么回事呢?且听我在本章里慢慢道来。 Uwtt9u1ykG163scw6BgP9Su5mly6IU+ln0SK4Y1LCUe8/nxsPs2N8bsNiXqDtF19

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