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第四章复杂细胞——命运的邂逅2
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第二类理论全都可以归入“命运邂逅”
的大旗下。
这些理论都假设两种或多种原核细胞间有某种程度的协作,最终进化成一个彼此紧密相连的细胞群落——一个嵌合体。
但如果一个宿主细胞本身不是吞噬细胞,而是带有细胞壁的古细菌,那最大的问题就是,其他细胞是如何进去的?这一派的支持者,代表者有琳恩·马古利斯和马丁(我们在第一章介绍过他),提出很多种可能。
比如马古利斯就指出,某些掠食性细菌可以强行在其他细菌身上打洞穿入(确有实例)。
而马丁则主张另一种细胞间互惠代谢式的生活形态,他说,不同细胞之间交换彼此所需的代谢材料。
[6]然而在这种情况中还是很难想象,没有吞噬作用的话一个细胞如何能够进入另外一个细胞?马丁举出了两个例子,指出这可以在细菌之间发生(见图4.5)。
命运邂逅假说基本上是非达尔文式的,因为它并非累积一连串的小变异来进化,而主张相对剧烈的结合产生新个体。
最关键的部分是,它假设所有真核生物具有的特质都是命运邂逅的结果。
这些互相合作的细菌本身是百分之百的原核生物,没有吞噬作用,没有**,没有机动性的细胞骨架,没有细胞核之类的东西。
这些特质只有在某些结合之后才会出现,暗示结合过程本身有某些特别之处,可以让结构保守、从不改变的原核细胞,转型成为完全相反的高速拼装车,变成不断变化的真核细胞。
图4.5 生活在其他细菌体内的细菌。
许多γ-变形菌(浅灰色)生活在几个β-变形菌(深灰色)体内,然后全部都在同一个真核细胞体内,图中央偏下处为真核细胞带有斑点的细胞核。
但是我们怎么有办法检验这两种可能性?之前我们已经提过,靠真核标志基因是办不到的。
我们怎么知道这些特质是40亿年前还是20亿年前进化出来的,是在细胞有了线粒体之前还是之后进化出来。
即使从原核生物那半边得来的缓慢进化基因也不可靠,依然要看我们选哪一个基因。
如果我们采用乌斯的rRNA生命树,那数据就适用于原始吞噬细胞假说。
因为在乌斯的生命树模型里,真核细胞与古细菌是“姐妹群”
,有一个共同的祖先,它们来自“同样的父母”
。
也就是说,真核细胞并不是从古细菌进化来的,而是平辈关系。
在这个模型里几乎可以确定共祖是某个原核细胞(否则的话只能是所有的古细菌都遗失了它们的细胞核)。
但除此之外,其他就没有什么事情是确定的了。
至于真核细胞是否在吞入线粒体之前就已经变成原始吞噬细胞,对于这个推测则完全没有基因上的证据。
如果我们选择更多的基因来绘制一株较复杂的生命树,那真核细胞和古细菌之间的平辈关系就不存在了,看起来反而像真核细胞来自古细菌,虽然具体来自哪一株还不清楚。
我前面提过的用了5700个基因绘出超级生命树的研究,是现今最大规模的研究,结果显示最早的宿主细胞确实是古细菌,或许和现代海底热泉附近的古细菌有密切关联。
这意味着最早的宿主细胞很可能是古细菌(也就是原核细胞,没有细胞核、**、活动细胞骨架、吞噬作用等等),那它一定不会是原始吞噬细胞。
那命运邂逅假说就一定是对的,真核细胞来自原核细胞形成的联盟。
原始吞噬细胞从来就不存在,找不到它存在的证据,反过来就是它不曾存在的证明。
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