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生命起源(二)

2020-04-25

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

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https://mp.weixin.qq.com/s/xHTwl4cruR_AmpbW1p6rWg

东京奥运遭遇高温,热浪频发带给人类的影响有多大?

https://mp.weixin.qq.com/s/L22Y2sZdEh07At-CWGYZeA

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https://mp.weixin.qq.com/s/JU8TdMg95T-DFxZh09AWBA

美国厉害了,开始骂欧洲人吃肉破坏自然环境

https://mp.weixin.qq.com/s/vSLGvcII2z8DBKBrV6JLOA

为什么市场上大西北的水果越来越多

https://mp.weixin.qq.com/s/VIMKnqcoNw4VGigZJiDoYg

泾渭分明:中国北方的气候变迁史

https://www.zhihu.com/question/574478135

极寒“炸弹气旋”影响全美超2亿人,已致至少17人死亡,它是如何形成的?

https://zhuanlan.zhihu.com/p/628549585

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