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  • 《自然》:生命复杂性的产生有了新假说

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2020-05-13
    作者:冯卫东资料来源:科技日报出版:2010年

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    《自然》:一个新的生命复杂性生成假说

    研究者在最新一期的《自然》杂志中提出,生命复杂性

    之前应该有线粒体,伦敦大学学院的生物学家尼克雷恩和德国杜塞尔多夫大学的比尔马丁提出了一个新假说,可以解释第一个“真核”有机物的形成,这是地球上动植物的原始祖先。假设认为复杂多细胞生命的多样性只有在一个细胞找到进入另一个细胞的途径并随时间演变成线粒体后才会出现。

    按照今天的标准,地球上的生命在40亿年前首次出现时相当简单。在接下来的10亿年里,我们的星球被微生物和其他生物所主宰,这些微生物或多或少与今天的单细胞细菌和微生物相似。然后,20多亿年前,一种新的生命形式诞生在最初流动的泥浆中,这代表了一种根本不同的过程演变。我们今天所知道的多细胞生物的多样性(如枫树、霉菌、蘑菇、老鼠或人类,它们使我们的地球更加美丽)源于这种有机物质,但科学家仍然不知道它是如何开始存在的。

    线粒体是产生细胞能量的微小颗粒。人类和其他动物的细胞中有数百个线粒体,从出生到死亡,线粒体为身体的“机器”提供“燃料”。

    这种新思维与先前的假设相矛盾,即复杂的多细胞生物在线粒体出现之前首先是由自身的力量形成的。"生物学家一直认为复杂性先于线粒体."马丁说,“我们的研究表明这是不可行的。线粒体对于复杂性是必要的。”

    线粒体的发展在地球的整个自然历史中似乎只发生过一次。北伊利诺伊大学的生物学家尼尔布兰科司说,这是生命起源中极具挑战性的一步。然而,仅仅一个单元格找到进入另一个单元格的方法是不够的。两者必须以合作的状态共存(称为共生),共享资源而不是互相竞争,共存而不是互相残杀。

    初始阶段的危险是内部细胞会变成寄生虫,与宿主细胞争夺资源以获得突出地位,最终杀死宿主。然而,研究人员说这种事情并没有发生,而是两个细胞一起进化。这个内部细胞实际上在一件事上越来越有效,那就是为细胞提供能量,它越来越小,为它的新功能去掉了所有不必要的基因。

    较大细胞中丰富的能量使这些新生命形式比它们的祖先积累1000倍或更多的脱氧核糖核酸,使它们变得越来越复杂,并随着时间的推移逐渐形成植物、动物和其他分支。

    研究人员认为,这种能量学也可以解释为什么缺乏这些微小能量工厂的细菌和其他细胞从未变得真正复杂。他们总是面临能量限制,阻止他们获取和使用成千上万复杂所需的新基因。

    详细阅读

    《自然》(英文)

    伦敦大学学院网站上的相关报道(英文)

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