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第四章 复杂细胞命运的邂逅2(第2页)

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然而到目前为止这也不像最后的答案。

事实上,这一切都依赖我们用来分析的菌种和所选择的基因,以及筛选的条件。

每次参数一改变,生命树的长相与分支模式就会一起改变,在统计学前提、原核细胞间平行基因转移或其他未知的因素之间打转。

这种情况到底会因为有更多数据而好转,或者根本就不是遗传学所能回答的(就像是生物学界的不确定原理,越接近事实就越模糊),大家都还在猜测。

但是如果遗传学真的没有办法解决问题,难道我们要永无止境地陷在这种对立科学家互相攻讦的泥沼中吗?一定有别的出路。

所有的真核细胞若不是保留着线粒体,就是曾经拥有线粒体。

很有趣的是,所有的线粒体至今都扮演着线粒体的角色,也就是说,在功能上利用氧气来产生能量,同时保有一小部分基因,这一小撮基因是它们的前世记忆,前世中它们还是独立生活的细菌。

我认为这一小撮基因其实正藏着真核细胞最深的秘密。

真核细胞在过去20亿年间不断分异,在这段时间内它们都遗失了线粒体基因。

总计来说大约有96%~99.9%的线粒体基因都不见了,或许有大部分被转移到细胞核里,不过没有任何一个线粒体,可以丢掉所有的基因而不失去利用氧气的能力。

这并不是随机现象。

把所有的基因转移到细胞核里,其实非常合理,因为当99.9%的基因在细胞核里都有备份的时候,又何必在细胞各处,同时存放数百个一模一样的基因?而且保有全部基因也代表着,要在每个线粒体里面,都存放读取基因以及把基因转换成蛋白质的整套机器。

这种挥霍的行为应该会惹火会计师,而自然选择应该可以算是会计师的始祖守护神。

线粒体其实也不是存放基因的好地方。

它经常被称为细胞的发电厂,事实上,这小名非常恰当。

线粒体会在膜的两侧产生电位差,利用厚约百万分之几毫米的薄膜,可以生成几乎和闪电一样大的电压,是家用电路的好几千倍。

在这个地方存放基因,有如把大英图书馆最最珍贵的书籍放在一座发电厂里。

这个缺点并不只是理论推测,事实上,线粒体基因突变的速度确实要比细胞核里的快得多。

把酵母菌作为实验模型可证明,线粒体基因突变率快了差不多一万倍。

撇开这些细节不管,最重要的是两者(细胞核和线粒体)的基因运作一定要配合得天衣无缝。

因为真核细胞要产生高压电,需要这两组基因转译出来的蛋白质。

如果它们不能互相配合,那后果将是死亡,不只是细胞死亡,个体也会死亡,所以两者一定要顺利合作一起产生能量。

既然合作失败会导致死亡,偏偏线粒体基因突变的速率又比细胞核里的快一万倍,这就让密切合作变成了不可能的任务。

而线粒体中还保留的这一小撮基因绝对是真核细胞最罕见的特征。

如果把这种现象仅当作一种怪癖而忽略它,就好像教科书都做的那样,就等于对地球上的珠穆朗玛峰视而不见。

如果剔除所有的线粒体基因有好处的话,那自然选择毫无疑问会这样筛选,或至少会产生一个这样的物种。

但自然没有这样选择,因此这些被保存下来的基因一定有它们的理由。

那线粒体到底为什么要留下部分基因呢?根据艾伦的猜想(在第三章讨论光合作用时,我们介绍过这位充满想象力的科学家),答案就是为了控制呼吸作用。

除此以外,别无其他。

呼吸对每个人来说都有不同的意义。

对一般人来说,呼吸就是吸气吐气。

然而对于生物化学家来说,呼吸标示着细胞等级的吸气吐气,代表了一系列细致的生物化学反应,让食物和氧气反应去产生强如闪电的内在高电压。

我想不出来还有哪一种自然选择压力会比保有呼吸作用更迫切,从分子角度来看,呼吸作用对于细胞而言也一样重要。

使用氰化物这种东西可以阻断细胞的呼吸作用,让细胞停止工作,速度比在头上套塑料袋快多了。

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