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第六章 运动力量与荣耀2(第7页)

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因此尽管需要忍受长远而痛苦的后果(镰刀型红细胞因为没有弹性,所以会堵塞微血管),自然进化还是把这个自发进行且不受欢迎的细胞骨架保留下来了。

所以这了不起的运动性,从最简单的源头到骨骼肌所展现的各种壮观的威力,都依赖于一小群蛋白质与它们无数的变奏曲。

今天科学家要解决的问题是,剔除所有华丽的变奏曲,让最原始的主题展露出来,要找出最初最简单的合唱。

该问题是现在领域里最令人兴奋却也最多争议的研究题目之一,因为最原始的曲调由所有真核细胞之母所吟唱,那是大约20亿年前的事了。

想从如此遥远的时间长河中只利用回音去重组原始旋律充满了困难。

我们不知道这个真核细胞祖先如何进化出运动性。

我们也不知道细胞之间的合作关系(共生)是否占有决定性的作用,就像马古利斯长久以来认为的那样。

或者细胞骨架是从宿主细胞现存的基因中进化出来的。

有一些很有趣的谜题如果可以解开的话,应该会为我们指出一条明路。

比如说当细菌分裂的时候,细菌用肌动蛋白纤维把染色体拉开,用微管把细胞拉紧,一分为二。

但在真核细胞体内两者正好相反。

真核细胞分裂时,拉开染色体的纺锤体由微管组成,收缩阶段拉紧细胞的是肌动蛋白纤维。

如果我们可以知道这种反转如何发生,又为什么发生,那应该会对地球上生命的历史有更透彻的了解。

对于科学家来说,这些细节问题极具挑战性,而我们已经大致了解了整体图像。

我们知道细胞骨架和马达蛋白,是从哪些蛋白质祖先进化而来。

至于它们来自共生的细菌,或者来自宿主细胞本身,两者都有可能但关系不大。

如果有朝一日我们解答了这些问题,那么现代生物学的基础就更加屹立不倒了。

目前有一件事情是确定不疑,那就是如果缺乏运动的真核细胞——也就是不会四处移动、没有动态细胞骨架和马达蛋白的真核细胞,真的曾经存在的话,那么它应该早在盘古时代就灭亡了,如同它的祖先一般。

所有现存真核细胞的共祖是可以运动的,这表示运动应该为细胞带来极大的好处。

由此观之,运动的进化不只长远改变了生态系统的复杂性,还帮助地球改头换面,让地球从一个由细菌主宰的简单世界,变成现在我们眼前丰富多样的神奇世界。

[1]克罗尼是英国皇家学院的创始会员之一,后来以他名字命名的克罗尼讲座(年度荣誉讲座),是生物科学最重要的讲座。

[2]丘吉尔有句名言是这么说的:“创造历史最好的方法就是改写历史。”

他的权威著作也为他赢得了1953年诺贝尔文学奖。

上一次历史文学拿到文学奖是什么时候呢?

[3]佩鲁兹和肯德鲁两人首先解开的是抹香鲸的肌动蛋白构造。

选这个蛋白质做研究似乎很怪,其实这样的选择是有原因的,因为人们知道在捕鲸船甲板上的血块与血迹中找到过这个蛋白质结晶(在深海潜水的哺乳类动物如鲸鱼的肌肉里,该蛋白的浓度非常高)。

蛋白质会结晶这种特性非常重要,因为要用结晶学解析结构,样品一定要形成某种形式的结晶,或至少有重复的构造。

[4]不同的肌肉其实含有不同纤维的混合物。

快缩肌纤维依赖无氧呼吸提供能量,虽然快速但是很没效率。

这种肌纤维收缩很快(含较快的肌球蛋白),但是也很快疲劳。

它们也不怎么需要毛细血管、线粒体或肌红蛋白,而这些都是有氧呼吸所需要的装备。

缺少这些构造让肌肉呈现白色,这是白肉形成的原因。

慢缩肌纤维主要分布在红肉中,依赖有氧呼吸(含较慢的肌球蛋白)。

它们收缩较慢,但是也不易疲劳。

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