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Biology » 生命起源(二)

2020-04-25 :: 4435 Words

生命起源(续)

久而久之,真核生物的性细胞便进化出了两个完全不同的性策略,一方自带线粒体,另一方完全不做任何贡献,两性区分就是这么来的。

生命完全可以做到永不衰老,原核生物就是如此。只要外部条件合适,原核细胞可以永远地分裂下去,不会衰老,也不会死亡。

值得一提的是,细菌虽然不会衰老,但却学会了自杀,这是细菌对付噬菌体的一种手段。噬菌体就是细菌的病毒,它们本身不具备繁殖的能力,只能依靠活细菌来复制自己。细菌没有免疫系统,没办法杀死它们,所以一旦某个细菌被噬菌体感染,只能立刻自杀,防止自己成为噬菌体的繁殖场,以此来保护周围的同类。

衰老的根本原因就在于核基因组和线粒体基因组的不匹配。前文说过,这两套基因组必须配合得天衣无缝才能让ATP合成顺利进行,只要双方稍微有一点不匹配,ATP生产效率就会直线下降,于是衰老就发生了。但这两套基因组是相互独立的,不匹配的现象早晚有一天会发生,所以衰老和死亡是无法避免的,差别只是时间问题。

生命的意义不是让自己的身体永不衰老,而是让自己的基因永远延续下去。所以自然选择根本不关心衰老问题,它只关心繁殖。凡是涉及到繁殖的功能都进化得越来越好,但涉及到衰老时就进化得三心二意,马马虎虎。


LUCA是一个微生物或微生物群体,所有的地球生命都由此诞生。但是LUCA不一定是第一个生命,或者在LUCA之前也许还有其他形式的生命存在。然而,由于这些生命没有遗传下来,他们的情况目前都是不可知的。因此,仿照黑洞理论的事件视界(event horizon),我们可以认为LUCA是生物界的事件视界。


参考:

https://mp.weixin.qq.com/s/_b5wRtOMwmGi8N5fxgMFEw看破

生命三问(上):生命是如何进化出来的?

https://mp.weixin.qq.com/s/uPVAlv6SwtYsXOPgIQG8Xg

生命三问(中):为什么要有性?

https://mp.weixin.qq.com/s/16ZUo4XXHV1GCMbZYiRVJw

生命三问(下):银河系里到底有没有外星人?

https://mp.weixin.qq.com/s/mXUIdAW-u-ftgh-29AwsZQ

医生,我的线粒体出问题了!别急,它会自己好的

https://mp.weixin.qq.com/s/Fzlf_B0rfE6qQKVNfy7gYg

谁才是最古老的动物?

https://mp.weixin.qq.com/s/xe54zCUPKQAf6wfx666hxQ

生命起源百年探索:进化论、信息论、热力学谁是主角?

https://mp.weixin.qq.com/s/CE34Xgqcy5ryjj5DJhk2iw

生命起源于水?答案可能没那么简单

https://mp.weixin.qq.com/s/tXLSE0xgFsyEGOAdPpBCJA

细胞核起源于病毒?

https://mp.weixin.qq.com/s/ohWjcUt-BvHpBZiaymyOOA

生命起源中的一种复杂关联

https://mp.weixin.qq.com/s/HYZG6gwUKrI6kFOnVJ8iaA

迄今最著名的生命起源实验,忽视了一个重要细节……


地球的生物从最早的共同祖先开始,首先演化分化出了细菌域和古菌域。在细菌域里面,值得一提的是蓝藻:它能够进行光合作用,但实际上跟细菌更为接近,所以也被称为蓝细菌。

后来,古菌域里涌现出了具有真正细胞核的真核生物。

后来又有一支,先后分出来变沟虫、变形虫、早别虫和无足虫,接着又演化出两类非常重要的生物,泛真菌和泛动物。顾名思义,泛真菌就是以真菌为主的一个类群(如木耳、蘑菇),泛动物就是以动物为主的类群(如人类)。以前人们老觉得蘑菇、木耳不能动,应该是植物;但是现在看分子结果,发现其实它跟动物更接近。

真核生物在很早的时候,还分化出一支非常重要的类群,多貌生物。略去一些比较小的家系,多貌生物主要分成两支。其中的一支的祖先(当时还是异养的单细胞生物),在大约16亿年前发生了一个非常重要的事件:它吞了一个能进行光合作用的蓝菌,但并没有把它消化掉,而是在体内养了起来。

久而久之,吞下去的蓝菌变成了叶绿体,整个共生体变成了植物。

那么,其他那些可以进行光合作用的生物又是怎么来的呢?

大家有没有想过,既然植物的祖先可以吞掉蓝藻而不消化它,那同样的事情可以反复发生。即便是某一支丢掉了叶绿体,它也可以再吞一个红藻细胞形成第二次内共生,就又恢复了光合作用的能力。

不仅如此,多貌生物的另外一支有一类茸囊生物,它是通过吞下隐藻,连环相吞(已经是第三次了)获得了叶绿体。

疟原虫是一种丢掉了光合作用能力的囊泡虫。其实它体内的叶绿体还在,只不过没有叶绿素了,取而代之的是一种叫做顶质体的结构,在它的生理过程中发挥着重要作用。

Lynn Margulis,1938~2011,女,美国生物学家。University of Chicago本科(1957)(少年班?)、硕士(1960)+UCB博士(1965)。先后执教于Brandeis University、Boston University和University of Massachusetts Amherst。美国艺术科学院、美国科学院院士。美国国家科学奖获得者(1999)。

Carl Edward Sagan,1934~1996,美国天文学家、天体物理学家、宇宙学家、科幻作家,和非常成功的天文学、天体物理学等自然科学方面的科普作家。行星学会的创立者。

Sagan是Margulis的第一任老公,虽然不是院士,但却比后者出名多了。他早期对ATP的研究,对Margulis影响很大。

https://mp.weixin.qq.com/s/jPuWP9iiLHX0EeZJfebjuQ

当做科普成为科研项目遭拒的理由,科学家的价值究竟该如何评判?

内共生起源学说(endosymbiotic theory)由Lynn Margulis于1970年出版的《真核细胞的起源》一书中正式提出。她认为,好氧细菌被变形虫状的原始真核生物吞噬后、经过长期共生能成为线粒体,蓝藻被吞噬后经过共生能变成叶绿体,螺旋体被吞噬后经过共生能变成原始鞭毛。

谁能想到到现在关于藻类的系统分类研究和细胞研究,已经彻底刷新了我们的三观。藻类早已不是当年那个混沌模糊被一股脑儿塞到一起去的类群了。有些藻类变成了绿色陆生植物的亲戚,有些藻类变成了疟原虫的亲戚,有些藻类变成了原来属于真菌的水霉的亲戚。

参考:

https://mp.weixin.qq.com/s/7iyHH6Fe_rIg4DEObfujlQ

海带竟然不算植物!这得从演化开始说

https://www.zhihu.com/question/59213363

什么是藻类的第二次内共生?

https://www.zhihu.com/question/21910606

地球上最初的生命为什么有的进化成了植物有的进化成了动物

https://mp.weixin.qq.com/s/F36OuorBaKMWfZhd_tPXKQ

人真是猴子变的?……那现在的猴子咋没变成人?

https://mp.weixin.qq.com/s/3UngFEQnD6kGB8Y5UB1UBA

生物学中最重要的概念,依旧是个谜(什么是物种?)

https://mp.weixin.qq.com/s/63fQMaGwhb1wcI6HhS4CIg

他,企图自杀;他,胆小内向;他们在一起会发生什么?(细胞学说)

建筑+

https://mp.weixin.qq.com/s/aMiIg0V2avxxRSkds_WDCg

石家庄市区里那些比较“老”的建筑

https://mp.weixin.qq.com/s/G0G7ZosZfzREsvixNUE3cw

今天开始,他把凯旋门包了起来

https://mp.weixin.qq.com/s/I2jBgNgHBNKH7DLci4pVTA

古建筑入门:如何判断一座建筑的年代?

https://mp.weixin.qq.com/s/hh7IJVfNifiMt7KBo0-HBw

暴雨后,谁来为破损的山西古建“撑伞”?

https://zhuanlan.zhihu.com/p/430539779

台湾海峡通道最晚什么时候动工?

https://www.zhihu.com/question/23746900

为何对巴西利亚城市规划会出现两种极端的评价?

https://mp.weixin.qq.com/s/jD5O3EuK4QRpTmHC7ZBmIQ

140年后,圣家族大教堂竣工终于指日可待?

https://mp.weixin.qq.com/s/7pdQ8UMNwAw-YZb90sR-ng

“132万红砖房”改造风波后,房子总要归于生活

https://www.zhihu.com/question/545480673

沙特阿拉伯计划建长近120公里的大楼,将用到哪些技术?对当地人的生活将带来哪些影响?

https://mp.weixin.qq.com/s/2HNEJVZHcsDkpC87sTHwDw

沙特要花1万亿美元建世界最大建筑,造型看着像长城

https://www.zhihu.com/question/571852229

在地球上盖楼为什么不从顶层盖而从底层盖?

https://www.zhihu.com/answer/4193613801

中国古代建筑

气象+

在罗马尼亚海港和河港里,还滞留着约200艘德国海岸防御船、运输船及卫生船,这些船上载有德国平民、士兵、伤员、难民和来自德国各修船厂的工人。

在这个危急关头,主管黑海海军船厂和装备工厂工作的齐布海军少将决定担任这批船只的指挥官,并立即率领它们向多瑙河上游进发。

https://www.zhihu.com/question/549233580

如何看待纳粹德国舰队因河流干旱“重现天日”,数十艘露出水面,载有大量弹药?

https://www.guancha.cn/internation/2022_08_20_654516_s.shtml

欧洲大旱,“饥饿之石”重见天日:“如你看到我,就哭泣吧”


2012年7月21日 北京特大暴雨

7·20北京暴雨是指2016年7月19日1时至21日6时,北京市出现强降雨天气,此次降雨持续时间长、总量大、范围广,降雨总量超过了2012年7·21北京特大暴雨。

2023年7月29日20时至8月2日07时,北京出现极端强降雨天气。

历时八年建设,耗资八亿人民币,位于北京门头沟门头沟潭柘寺附近的北京悉昙酒店被毁。

https://www.zhihu.com/question/614628336

时隔11年,中央气象台发布史上第二个暴雨红色预警,此次暴雨为何如此猛烈?其破坏力有多大?

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