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发信人: emacs (被淹死的鱼), 信区: Science
标  题: 《新疆域》第一个细胞
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年06月15日15:55:30 星期六), 站内信件


                         第一个细胞

    科学家们现在争论的一个问题是演化出来的第一个生命细胞是什
么样的。第一个生命细胞也许在35亿年以前就已出现，但是没有一个
时间机器可把我们带回到过去进行观察，所以很难确定。

    然而我们可以去证明它。

    植物和动物都是由细胞组成的，无论是在人类、蚯蚓，或是在蒲
公英中，每一个细胞都具有某种特征。首先，每一个细胞内都有一个
微小的，或多或少呈圆形的物体。它是从该细胞的其他部分发展而来
的，并且内部含有细胞繁殖所必需的染色体和其他物质。这个圆形物
体被称为“细胞核”，所有具有这种细胞核的细胞都被称为“真核细
胞”，这个词源于希腊语，意思是“好核”。

    人类身体中的细胞也是如此，甚至在像变形虫这类单细胞生物中
也一样。然而，第一个细胞却不太可能是真核细胞，因为真核细胞是
非常复杂的细胞，肯定有比较简单的祖先。

    甚至在今天仍然存在不含细胞核的比较简单的细胞。这些简单的
细胞非常小，繁殖所需的物质分布在整个细胞内。你也许认为这种细
胞要么没有核，要么本身就是核。无论怎样，这种没有明显核的小细
胞被称为“原核细胞”，意思是“在核以前”。因为它们先出现，所
以真核细胞是由它们发展而来的。

    细菌是原核细胞的一种。人们非常了解的细菌可分为两类。一类
是普通细菌，它们不能自己制造食物而必须依赖于其他生物。第二类
有时被称为“蓝细菌”，这个词也源于希腊语，表示“蓝”的意思，
因为叶绿素使它们有蓝绿色调。

    细菌和蓝细菌搅在一起成为“优细菌”。优细菌像普通植物那样
自己制造食物，或像普通动物那样依赖于其他生物，因此，它们似乎
像自然生物。

    然而，有三组原核细胞也许在真核细菌之前就已存在，并且以非
常奇特的方式来获取能量。它们混搅在一起形成“原始细菌”
（archaeobacteria，希腊语，意思是“古老的细菌”）。

    这三组细菌分别为：①“盐细菌”，它们在高盐区大量繁殖，并
且把阳光作为它们的能量来源，但这种环境却可杀死其他种类的细胞；
②“产烷生物”（“甲烷生产者”），它们生活在缺乏氧气的热泉内，
并把二氧化碳转变为甲烷；③“始细胞”（“黎明细胞”），它们生
活在富含硫的温泉内，并使硫化合物发生化学变化。

    问题是，哪种原始细菌先形成呢？它们又是如何演变为其他种类
的呢？

    要回答这些问题，一种方法是应该考虑到所有的细胞，不管是真
核细胞、优细菌还是原始细菌，它们都含有核酸。核酸是由核苷酸链
组成，并且有可能鉴定出哪种核苷酸出现在链中的哪个部位；亲缘关
系近的物种所具有的核酸的核苷酸链非常相似。事实上，正是这种核
苷酸链的缓慢变化导致物种的进化。

    科学家们对这种变化发生的频率可以作出估计。通过研究链的差
别，科学家可以辨别出两个种属之间是如何紧密相关的，并且确定在
多少年以前它们有同一个祖先。当然这是一项非常困难的技术。

    1988年初，加利福尼亚大学洛杉矶校区的詹姆斯·A·莱克（James 
A. Lake）宣布了一个新的计算机程序计算结果。该程序分析了各种细
胞的“核糖体”（蛋白质繁殖所必需的一种细胞粒）内的核苷酸链。

    他相信这个结果证实了最古老的细胞是始细胞，并且在35亿年前
形成的第一个细胞应该在充满硫化物的沸腾的温泉中找到。

    另外，他的结果也显示，这些始细胞的后继者分解成两个分支。
从一个分支发展出其他原核细胞，即产烷生物、盐细菌和优细菌。从
另一分支则演化出真核细胞。换句话说，人类是始细胞的直系后裔，
原核细胞是我们的远亲。

    当然，对这一问题的争论还将继续激烈地进行下去。


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