人类细胞是怎样形成的(被书本骗了好多年)
如果你能吞入其他生物,并且拥有了它的能力,这会怎么样?想象你吞下了一只小鸟,并突然获得了飞行的能力。或者如果你吞食了一条眼镜蛇,接着能够从你的牙齿中喷出有毒的液体。在生命的历史长河中,特别是在复杂的真核细胞的进化过程中,这种事情每时每刻都在发生着。一个微生物吞并另一个,然后它们联合起来,变成了一个新生物,有着双方组合技能。

我们认为在大约二十亿年前,地球上生存的微生物仅有原核生物,这种单细胞的缺少有膜细胞器的微生物。让我们进一步看看它们的三种类型,其中一种是大的,像一个简单的团状细胞,它有着通过细胞膜包裹着它周围的物体的能力。另一种是菌细胞,它能通过光合作用把光能转化为糖分子(中的化学能)。第三种细胞利于氧气分解物质,例如糖,并且释放糖中的能量成为一种对生命活动有用的形式。团状细胞有时会吸收小的光合细菌,然后这些细菌生活在团状细胞内部,像它们往常一样分裂,不过它们的存在变得联系在了一起。如果你偶然发现这种命运的安排,你可能仅仅认为,整个东西是一个微生物,也就是绿色光合细菌只是整个团状细胞的一部分,执行者细胞功能中的一种,就像你的心脏是你的一部分一样。这种细胞们生活在一起的过程被叫做“ 内共生”,一个微生物生活在另一个之中,但内共生并不仅限于此。

如果另一个细菌也移动进细胞中,那会发生什么?现在这种细胞开始变得高度复杂,它们庞大,充满了复杂的结构。这些结构被我们称作叶绿体与线粒体,这些结构在一起工作,利用阳光制造糖,以及使用氧气分解糖,氧气正是在这个时候开始在地球大气中出现的。微生物吸收其他微生物,是生物适应变化的周围环境状况的一种方式,这个小故事强调了生物学家所称的内共生学说,它是现在复杂细胞是如何进化出来理论的最好解释。

有许多证据支持这一理论,不过让我们来看看主要的三个部分:1.首先我们的细胞中的叶绿体以及线粒体,以非常相似的方式繁殖,就像那些远古细菌一样,顺便说说它们(远古细菌)现在仍在周围。事实上,如果你破坏一个细胞中的这些结构,没有新的结构会出现,细胞不能制造它们,细胞只能制造更多的自己。2.叶绿体和线粒体都携带着它们自己的DNA和核糖分,它们的DNA含有一个圆形的结构,这个结构与远古细菌的DNA非常相似,它也携带着许多相似的基因。叶绿体和线粒体中的核糖分,或者说蛋白质的装配机器,它们都和远古细菌的核糖分具有相同的结构,但与剩余的真核细胞中核糖分不同。3.最后,想象参与吞没过程的薄膜,叶绿体和线粒体都具有两层膜包裹着它们,一层内膜,一层外膜,它们的内膜包含许多特殊的脂类和蛋白质,这些物质不会在外膜中出现,为什么这如此值得注意呢?因为它们的外膜曾经属于团状细胞,当它们在内共生过程中被吞入时,它们被包裹在那层膜中,保持着它们的自己本身而作为细胞的内部成分。毫无疑问,那些相同的脂类以及蛋白质,被发现在远古细菌的细胞膜中。

生物学家如今使用这一理论,解释大批不同种类真核生物的起源,以生长在游泳池壁的绿藻为例,一个具有旋转尾部结构,或者称作“鞭毛”的更大的真核细胞。在某一时刻吸收了这种绿藻,形成了我们现在所称的眼虫,眼虫能进行光合作用,使用氧气分解糖,并且在池塘水中四处游动。正如这个理论将会预测的,这些眼虫中的叶绿体具有三层膜,因为它们在被吞没前有两层膜。内共生学说中的吸收过程,允许微生物去兼并强大的能力,以更好地适应地球上的生活,结果是生物体变得比作为单独的生物体时能力更强,这是生物演化上的跃进,导致了我们今天在星球上看到的微生物,植物,动物。