2021-09-30
“物競(jing)天(tian)擇,適(shi)者生(sheng)存”,生(sheng)命界的博(bo)弈(yi)是激(ji)烈而殘酷的,但也是智慧而包容(rong)的,今天(tian)就(jiu)帶您領略生(sheng)命競(jing)爭的另一種形態。
上篇我們說到,在地(di)球生命誕生之初,世界(jie)上存在兩種生物—真細菌(jun)(jun)(jun)和古(gu)菌(jun)(jun)(jun)。一開(kai)始是古(gu)菌(jun)(jun)(jun)全面(mian)壓制真細菌(jun)(jun)(jun),但后(hou)來有(you)一支叫做(zuo)藍細(xi)(xi)菌(jun)(藍藻(zao))的真(zhen)細(xi)(xi)菌(jun)發明(ming)了光合作用(yong),由此產生氧(yang)氣。
氧氣(qi)對于早(zao)期的(de)生(sheng)命而言無比危險,差點(dian)讓地球(qiu)的(de)生(sheng)命毀于一旦,這場慘烈(lie)的(de)雙(shuang)輸之(zhi)戰被(bei)稱之(zhi)為大氧化事(shi)件(jian)。我們(men)的(de)故事(shi)就要(yao)從這片劫(jie)后余生(sheng)的(de)廢(fei)土上說(shuo)起。隨著幾(ji)波超級火(huo)山波沖(chong)破(po)了休(xiu)倫冰(bing)河期的(de)億年堅冰(bing),茍(gou)延殘喘的(de)生(sheng)命終于迎來了陽光的(de)眷顧(gu),而那個屠戮蒼生(sheng)的(de)元兇—氧氣,卻再也不可能從地球中消失。
舊日的(de)(de)幸(xing)存者(zhe)們(men)在(zai)新時代(dai)(dai)(dai)的(de)(de)第(di)一(yi)課就(jiu)(jiu)是(shi)與(yu)死神共(gong)存,而(er)在(zai)這(zhe)一(yi)課中(zhong),真(zhen)細(xi)菌(jun)(jun)又比古菌(jun)(jun)的(de)(de)速(su)度(du)快了一(yi)拍,有(you)的(de)(de)細(xi)菌(jun)(jun)做到(dao)了化(hua)砒霜為蜜糖(tang),開始利(li)用氧(yang)(yang)(yang)化(hua)有(you)機(ji)物(wu)來(lai)提供驅動生(sheng)(sheng)命的(de)(de)能(neng)量,這(zhe)便是(shi)地(di)(di)(di)球上最早(zao)的(de)(de)好氧(yang)(yang)(yang)菌(jun)(jun),那些(xie)和祖(zu)先(xian)一(yi)樣死去的(de)(de)就(jiu)(jiu)是(shi)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)菌(jun)(jun)。但(dan)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)不(bu)代(dai)(dai)(dai)表坐以(yi)待(dai)斃,機(ji)會(hui)(hui)總是(shi)有(you)的(de)(de),在(zai)這(zhe)混沌初開的(de)(de)地(di)(di)(di)球上,氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)雖然無處不(bu)在(zai),但(dan)濃度(du)其(qi)實(shi)(shi)也(ye)只能(neng)算聊勝于無。故而(er)在(zai)好氧(yang)(yang)(yang)菌(jun)(jun)扎堆生(sheng)(sheng)長(chang)的(de)(de)地(di)(di)(di)方(fang),氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)很容(rong)易(yi)被局部(bu)性地(di)(di)(di)耗竭,這(zhe)些(xie)地(di)(di)(di)方(fang)也(ye)就(jiu)(jiu)順(shun)理成章(zhang)成為了厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)菌(jun)(jun)們(men)的(de)(de)安全區(qu)之一(yi)。在(zai)這(zhe)里(li)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)菌(jun)(jun)與(yu)好氧(yang)(yang)(yang)菌(jun)(jun)相(xiang)遇了。兩者(zhe)相(xiang)遇發現對方(fang)真(zhen)是(shi)個人才,說(shuo)話又好聽,都超級喜歡對方(fang)。厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)菌(jun)(jun)無法徹(che)底將(jiang)有(you)機(ji)物(wu)代(dai)(dai)(dai)謝為無機(ji)物(wu),所以(yi)他們(men)的(de)(de)生(sheng)(sheng)命活(huo)動就(jiu)(jiu)會(hui)(hui)產生(sheng)(sheng)許多諸(zhu)如丙(bing)酮酸之類的(de)(de)簡單(dan)有(you)機(ji)物(wu)。這(zhe)些(xie)于厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)菌(jun)(jun)而(er)言不(bu)過(guo)是(shi)舉手(shou)之勞的(de)(de)代(dai)(dai)(dai)謝副產物(wu),確(que)實(shi)(shi)好氧(yang)(yang)(yang)菌(jun)(jun)的(de)(de)珍貴氧(yang)(yang)(yang)療,就(jiu)(jiu)這(zhe)樣好氧(yang)(yang)(yang)菌(jun)(jun)與(yu)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)菌(jun)(jun),這(zhe)對舊時代(dai)(dai)(dai)的(de)(de)冤(yuan)家成為這(zhe)新時代(dai)(dai)(dai)的(de)(de)涸轍之鮒(fu),相(xiang)濡以(yi)沫、共(gong)度(du)時艱。
隨著互助(zhu)的(de)不斷深入(ru),更有(you)創意的(de)共(gong)生關系(xi)也逐漸衍生出(chu)來。比如(ru)在18億年(nian)前,有(you)那(nei)么一些(xie)古菌,他們是為了(le)保護自己最容(rong)易受氧(yang)氣破壞的DNA,故而將(jiang)(jiang)自(zi)(zi)己的一部(bu)分細胞膜內(nei)陷形(xing)成(cheng)內(nei)膜系統,構建成(cheng)一個(ge)叫做(zuo)“細胞核”的結構,盡自(zi)(zi)己最大的可能(neng)將(jiang)(jiang)自(zi)(zi)己脆弱的DNA與外(wai)(wai)界隔絕起來。而(er)這(zhe)么做所(suo)帶來的(de)(de)(de)(de)副產(chan)物之一,就是這(zhe)個古菌(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)細胞內(nei)(nei)部被這(zhe)些(xie)內(nei)(nei)膜系統分(fen)割出許多的(de)(de)(de)(de)小房(fang)間(jian)。時(shi)間(jian)一長,竟然有些(xie)受夠了(le)外(wai)(wai)界環境(jing)毒打(da)的(de)(de)(de)(de)好(hao)氧菌(jun)(jun)鉆進(jin)了(le)這(zhe)個古菌(jun)(jun)體內(nei)(nei),成為這(zhe)個小房(fang)間(jian)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)房(fang)客。正所(suo)謂細菌(jun)(jun)永(yong)不為奴,除非包(bao)吃包(bao)住,在這(zhe)里(li)不但可以得(de)到(dao)古菌(jun)(jun)內(nei)(nei)膜系統的(de)(de)(de)(de)庇護,還能第一時(shi)間(jian)獲得(de)代(dai)謝產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)小分(fen)子(zi)有機物養物,于是這(zhe)些(xie)好(hao)氧古菌(jun)(jun)再(zai)也離(li)不開了(le)。反過來對古菌(jun)(jun)而(er)言(yan)這(zhe)波(bo)更是不虧(kui),這(zhe)波(bo)寄(ji)宿的(de)(de)(de)(de)好(hao)氧菌(jun)(jun)不但幫他們消耗(hao)掉麻煩的(de)(de)(de)(de)氧氣(qi),而(er)且還能將他們有氧呼吸產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)巨(ju)大(da)能量當房(fang)租一樣上交,這(zhe)種互(hu)利關系被科(ke)學家稱之為被共生(sheng)。
演化(hua)(hua)規律告訴我們(men),一(yi)個(ge)物種一(yi)旦分裂為二(er),他們(men)就只會漸(jian)行漸(jian)遠,但生命(ming)從來處處都是例外。隨著億年又億年的演化(hua)(hua),這(zhe)個(ge)古菌與其共生的好氧(yang)細菌不(bu)斷鞏固著睦鄰友(you)好關系(xi),深化(hua)(hua)互利合作與協(xie)作,實現共同發展與繁(fan)榮。這(zhe)對(dui)在生命(ming)之初(chu)即分道揚鑣的兩大(da)家(jia)族(zu)的后裔,最終竟(jing)然合二(er)為一(yi),他們(men)的代(dai)謝體系(xi)乃至DNA都合(he)二為一(yi),創(chuang)造出一(yi)種(zhong)全(quan)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生命(ming)形態,我(wo)們(men)(men)(men)稱(cheng)之(zhi)(zhi)為真(zhen)(zhen)(zhen)核(he)(he)生物(wu)。看看今(jin)天的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)世(shi)界(jie),你、我(wo)、乃至(zhi)(zhi)世(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)切動(dong)物(wu)、植(zhi)物(wu)、真(zhen)(zhen)(zhen)菌(jun)等都是(shi)真(zhen)(zhen)(zhen)核(he)(he)生物(wu),這(zhe)個族裔構(gou)成(cheng)了(le)(le)我(wo)們(men)(men)(men)現(xian)(xian)在(zai)(zai)所(suo)見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)切宏觀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生命(ming)形態。直至(zhi)(zhi)今(jin)天,細(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外在(zai)(zai)結構(gou)總(zong)體上依舊是(shi)當初那(nei)(nei)(nei)個古菌(jun)細(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延伸(shen),而(er)寄宿于(yu)古菌(jun)之(zhi)(zhi)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)那(nei)(nei)(nei)個細(xi)(xi)菌(jun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)后(hou)(hou)代也(ye)依然(ran)在(zai)(zai)我(wo)們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)中繁衍不息,只不過我(wo)們(men)(men)(men)今(jin)天將(jiang)其稱(cheng)之(zhi)(zhi)為線粒(li)體。在(zai)(zai)上一(yi)期,我(wo)們(men)(men)(men)介紹了(le)(le)那(nei)(nei)(nei)個遙遠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“紫色星(xing)球”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)爭(zheng)霸故(gu)事,細(xi)(xi)菌(jun)和(he)(he)古菌(jun)誰(shui)贏了(le)(le)?現(xian)(xian)在(zai)(zai)答案已經昭然(ran)若揭,勝(sheng)利(li)既屬于(yu)古菌(jun)也(ye)屬于(yu)細(xi)(xi)菌(jun)。這(zhe)不是(shi)一(yi)場(chang)廝(si)殺后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)王敗(bai)寇,而(er)是(shi)一(yi)場(chang)劫難中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)患難與共,涅槃重(zhong)生,只不過在(zai)(zai)勝(sheng)利(li)者的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輝煌(huang)下(xia)必有(you)無數敗(bai)者的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)哀(ai)嚎。內膜結構(gou)搭配上線粒(li)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)勁能源,讓真(zhen)(zhen)(zhen)核(he)(he)生物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)可以擴(kuo)大到細(xi)(xi)菌(jun)和(he)(he)古菌(jun)或者說原核(he)(he)生物(wu)細(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數萬倍(bei)大小。在(zai)(zai)絕對的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)體型優勢和(he)(he)更復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)支持下(xia),真(zhen)(zhen)(zhen)核(he)(he)生物(wu)創(chuang)造出了(le)(le)許多(duo)前(qian)所(suo)未有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行為,比如胞(bao)吞(tun)(tun),通俗一(yi)點(dian)講就是(shi)把別的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)一(yi)口(kou)吞(tun)(tun)進體內消化掉,徹底褫奪其全(quan)部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)營養。在(zai)(zai)那(nei)(nei)(nei)一(yi)刻,弱(ruo)肉(rou)強(qiang)食成(cheng)了(le)(le)地球生命(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)旋(xuan)律,而(er)生命(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)貪婪也(ye)在(zai)(zai)絕對實力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)持下(xia)醞釀著新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)革命(ming)。
大約在(zai)16億年(nian)前(qian),有一(yi)(yi)個真核生物像往(wang)常一(yi)(yi)樣吞(tun)噬著周遭的細菌(jun)和古菌(jun),然而當他吞(tun)下(xia)一(yi)(yi)個藍(lan)(lan)細菌(jun)(藍(lan)(lan)藻細胞),不知道什(shen)么原因,這個(ge)(ge)藍細(xi)菌(jun)(jun)并未向別(bie)的獵物一樣被(bei)消化掉。相反,這個(ge)(ge)藍細(xi)菌(jun)(jun)就和當年內(nei)共生于古菌(jun)(jun)體內(nei)的好氧菌(jun)(jun)一樣,開始在那個(ge)(ge)真核細(xi)胞內(nei)部分裂、繁殖(zhi),并繼續像以前一樣進行光(guang)合作用(yong)。那一(yi)刻,真(zhen)核細胞與藍細菌達成了(le)新(xin)的同(tong)盟,從此真(zhen)核生(sheng)物第一(yi)次掌握(wo)了(le)光(guang)合(he)作用。而那個被吞入的藍細菌的后代,也有了一個新名字—葉綠(lv)體(ti)。以此為起點(dian),以綠藻和紅藻為代表的真(zhen)核光合作用者登(deng)上歷史舞(wu)臺,成(cheng)為十(shi)幾億年間地球氣候的變化的最主(zhu)要推手。但綠藻并沒有讓內共生的吞噬游戲就(jiu)此(ci)結束。在(zai)距(ju)今5.4億年前的寒(han)武紀,又一單核真(zhen)細胞生(sheng)物吞噬(shi)了綠藻,于是他的后代演化成了裸藻;在(zai)距(ju)今約(yue)4.5億年(nian)前的奧陶紀(ji),又有一單(dan)細胞真核生物吞(tun)噬了紅藻,于(yu)是他的后代演化成了褐藻和硅藻;在距今(jin)約2.4億年(nian)前(qian)的(de)三疊紀,又有(you)(you)一(yi)單(dan)(dan)核(he)真生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)吞噬了(le)紅藻,于是他(ta)的(de)后代演化成了(le)甲藻;更有(you)(you)甚者(zhe),還(huan)有(you)(you)一(yi)單(dan)(dan)細胞真核(he)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)吞噬了(le)紅藻演化成了(le)隱(yin)藻。總(zong)之,今天絕(jue)大多(duo)數被(bei)我們(men)稱之為“藻類”的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)。其中相當一(yi)部分的(de)“葉綠體”都不(bu)是祖(zu)傳(chuan)的(de),所以那些所謂構造簡單(dan)(dan)的(de)浮(fu)游生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)、單(dan)(dan)細胞的(de)“原(yuan)核(he)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)”,其實(shi)絕(jue)不(bu)簡單(dan)(dan),更不(bu)原(yuan)始,他(ta)們(men)經(jing)歷了(le)比動物(wu)(wu)、植物(wu)(wu)更漫長、更殘酷的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)存(cun)競爭,才(cai)成為掌握生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)存(cun)演化套路的(de)“開路(lu)先(xian)鋒”。
就這樣,真(zhen)(zhen)核(he)(he)生(sheng)(sheng)物(wu)得到了(le)他(ta)們(men)所能(neng)(neng)擁有(you)的(de)(de)一(yi)切,而原來霸占著地(di)球的(de)(de)細(xi)菌和古菌,則開始逐漸淪為了(le)真(zhen)(zhen)核(he)(he)生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)食物(wu)與(yu)病原體。從此,一(yi)個(ge)(ge)能(neng)(neng)和真(zhen)(zhen)核(he)(he)細(xi)胞(bao)(bao)正(zheng)面硬剛的(de)(de)也(ye)只有(you)另一(yi)個(ge)(ge)真(zhen)(zhen)核(he)(he)細(xi)胞(bao)(bao)。而真(zhen)(zhen)核(he)(he)生(sheng)(sheng)物(wu)又在漫長的(de)(de)演化中認識到一(yi)個(ge)(ge)細(xi)胞(bao)(bao)的(de)(de)能(neng)(neng)力是有(you)限(xian)的(de)(de)。于(yu)是越(yue)來越(yue)多(duo)(duo)的(de)(de)真(zhen)(zhen)核(he)(he)生(sheng)(sheng)物(wu)決定我(wo)不(bu)做單細(xi)胞(bao)(bao)生(sheng)(sheng)物(wu)了(le),這些細(xi)胞(bao)(bao)每次分離(li)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)后(hou)代(dai)細(xi)胞(bao)(bao)不(bu)再(zai)馬(ma)上分開,而是彼此黏連在一(yi)起(qi),形成一(yi)個(ge)(ge)體型更大的(de)(de)整體。通過激活和抑制(zhi)自己的(de)(de)不(bu)同基因,真(zhen)(zhen)核(he)(he)生(sheng)(sheng)物(wu)將多(duo)(duo)細(xi)胞(bao)(bao)的(de)(de)分工與(yu)組織推進到了(le)全新的(de)(de)境界。由此,生(sheng)(sheng)命從單細(xi)胞(bao)(bao)時(shi)代(dai)進入到了(le)多(duo)(duo)細(xi)胞(bao)(bao)時(shi)代(dai),演化游戲馬(ma)上就要進入到他(ta)的(de)(de)3.0版本。在距今大約8億年前,如今一(yi)切的動物(wu)、植物(wu)、真菌(jun)、藻(zao)類等(deng)等(deng)新玩(wan)家(jia)的多(duo)細胞祖(zu)先均已到場(chang)。然而(er)就(jiu)在(zai)多(duo)細胞生物(wu)躊躇滿(man)志、秣兵歷(li)馬之際,一(yi)場(chang)末(mo)日天災(zai)卻意外地降(jiang)臨(lin)了。而(er)在(zai)這場(chang)浩劫(jie)中(zhong),藍藻(zao)又會(hui)扮演著什么(me)角色?