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第四章 复杂细胞命运的邂逅(第10页)

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这样会造成一种结果,那就是一个细菌传给后代的基因组,可能与它的亲代一样,也可能不一样。

有些基因倾向“垂直”

遗传,一代传给下一代,像乌斯使用的rRNA。

但是也有很多基因会被大家换来换去,而且常发生在毫无关联的微生物间。

[3]因此最后描绘出来的图像往往会介于树状与网状之间,根据某些核心基因(如rRNA)可以画出树形图,但是用其他的基因则会画出网状图。

有没有任何一群核心基因从来没有被水平基因转移传来传去过?该问题一直让众人争执不休。

如果没有这样一群基因,那么想追溯真核细胞的祖先到某几群特定原核细胞的想法,无异缘木求鱼。

这样一群基因必须一直通过直系继承,而不会被随机传来传去,才有可能被当成历史身份的标记。

但是反过来说,如果只有一小群核心基因从来没有被传来传去,而所有其他基因都被传来传去,那这小群基因又怎么能代表身份呢?如果大肠菌有99%的基因都被随机置换掉,那它还是大肠菌吗?[4]

基因组融合也带来了类似问题,它让达尔文式的生命树走回头路,不但不发散,反而开始收敛。

这样一来问题就变成了到底哪两位(或更多)父母的基因才代表进化路径。

如果我们只追踪rRNA的话,那确实会得到一株达尔文式的生命树,然而如果考虑更多的基因,或把整个基因组都算进去,那会得到一个环状树,它的树杈一开始发散出去,但是后来则会收敛,最后合并在一起(见图4.4)。

图4.4 这就是生命之环,最早的生命共祖在底部,然后分开形成代表细菌的左边,与代表古细菌的右边,最后两枝再合而为一形成上方的真核细胞嵌合体。

真核细胞是一个嵌合体,这点毫无疑问。

现在的问题是,典型的达尔文式进化有多重要,猛烈的基因融合又有多重要,或者换个方式来问,真核细胞的所有特质里,有多少是经由母细胞一点一点进化得到的,又有多少是在基因融合发生之后才诞生的?过去几十年来,科学家提出各式各样关于真核细胞起源的理论,范围从天马行空的(如果你不想称之为捏造的话)到利用生物化学证据一点点推理的都有,但至今无一被证实。

所有的理论都可以归为两大类,一类强调达尔文式的渐渐分散进化,另一类强调剧烈的基因融合。

事实上,这两大类理论恰好反映了生物学早期两派激烈的争执,一派强调进化是经由一连串渐进式的改变而来;另一派则强调一段长期而稳定的静止或平衡,会被突如其来的巨变打断继而进化。

以前有人曾经揶揄这两派进化论:奴才进化论对上笨蛋进化论[5]〔evolutionbycreeps(谄媚奉承的人;缓慢)versusevolutionbyjerks(傻瓜;快进),可以意指“缓慢的进化对上急变的进化”

或“奴才进化论对上笨蛋进化论”

〕。

但对于一个吞噬细胞来说,吞掉线粒体的祖先也不过就是日常工作的一部分。

可不是吗?难道还有更简单的办法让一个细胞进入另一个细胞?这种结合一定会为原始吞噬细胞带来巨大利益,因为它彻底改变了吞噬细胞产生能源的方式,但是对外表却没有太大的影响。

在吞掉线粒体以前,它已经是吞噬细胞,在吞掉之后还是,只不过拥有更多能源。

但是,这种结合也会让许多基因从这个被奴役的线粒体传到宿主细胞的细胞核里,然后和宿主基因融合在一起,造成现代真核细胞的基因组看起来像嵌合体。

线粒体的基因在本质上是细菌,所以支持原始吞噬细胞假说的人,并不反对现代真核细胞其实是嵌合体这件事,但是他们坚持认为曾有一个非嵌合的吞噬细胞,一个虽原生的原始真核细胞成为了线粒体的宿主。

时光拉回20世纪80年代,那时候卡瓦利埃-史密斯强调有上千种看起来十分原始的单细胞真核生物,它们都没有线粒体。

他认为,这里面或许有少数几种,从远古时代真核细胞诞生之初就一直活到现在,它们是那些从来就没有线粒体的原始吞噬细胞的直系后裔。

如果是这样,这些细胞的基因应该毫无嵌合迹象,因为它们只会遵循纯达尔文式进化。

但是二十几年过去了,研究结果显示,这些真核细胞全部都是嵌合体。

就像这些细胞都曾有过线粒体,其中有一些因故遗失了,或者变成了其他东西。

所有已知的真核细胞若不是还留有线粒体,就是过去曾经拥有线粒体。

如果以前真有缺少线粒体的原始吞噬细胞,那很不幸它们没有留下任何直系子嗣。

这并不是说它们不曾存在,只是说目前它们的存在纯属推测。

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