复杂生命的起源 MOBI,EPUB,AZW,PDF,TXT,KINDLE

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作者: [英] 尼克·莱恩（Nick Lane）
出版社: 后浪丨贵州大学出版社
原作名: The Vital Question
译者: 严曦
出版年: 2020-11
页数: 336

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复杂细胞的起源

奥逊·威尔斯（Orson Welles）在黑色电影《第三人》中有一段著名的台词：“意大利在波吉亚（Borgias）家族30年的统治下，充满了战争、恐怖、谋杀和流血事件，但是也贡献了米开朗琪罗、达·芬奇和文艺复兴。在瑞士，人民亲如手足，享受了500年的民主与和平，但是他们创造了什么？布谷鸟报时钟。”据传，这是威尔斯自己写下的。瑞士政府还因此给他发了一封抗议信，信中怒斥道：“我们不生产布谷鸟报时钟。”我对瑞士或者威尔斯都没有意见，提到这个故事只是因为对我来说，它生动地描述了演化。自从第一个复杂的真核细胞在大约20亿至15亿年前诞生，生物界也出现了战争、恐怖、谋杀和数不尽的流血事件，大自然中充斥着冷酷的竞争。但是在此之前，我们有20亿年亘古的和平与共生，有细菌之爱（还不止于爱），然而漫长无尽的原核生物时代，又创造了什么？当然没有像布谷鸟报时钟这样又大又复杂的东西。从形态复杂度来看，不论是细菌还是古菌，都完全无法与真核生物相提并论，哪怕是和单细胞真核生物比较。

有一点值得再次强调。原核生物的两大域，不论是细菌还是古菌，其基因多样性和生化反应的灵活多变都令人叹为观止。在新陈代谢能力方面，它们让真核生物完全相形见绌：单独一个细菌的代谢多样性，就能超过整个真核生物域的所有生物。但不知为何，细菌和古菌从来没有直接发展出和真核生物相当的复杂结构。从细胞体积来看，原核生物细胞一般小于真核生物细胞的1/15,000（有一些很说明问题的例外，下面我们会谈到）。在基因组容量方面，原核生物和真核生物有大小差不多的，但总体仍然差距巨大。目前已知最大的细菌基因组，有大约1,200万对碱基。而人类基因组有大约30亿对碱基，还有些真核生物的基因组可以大到超过1,000亿对碱基。最令人惊奇的是，经过40亿年的演化，细菌与古菌几乎没有任何变化。40亿年间，地球环境经历了各种翻天覆地的巨变。大气和海洋中氧气浓度的上升完全改变了生存条件，但细菌与古菌行若无事。全球冰川期（即雪球地球时代）曾经把整个生态系统推到崩溃边缘，但细菌与古菌仍然不为所动。寒武纪大爆发带来了动物，但对细菌来说只不过是有了新的牧场可以享用。以人类的偏见，我们总爱把细菌看作病原体，尽管真正致病的只是众多原核生物中的冰山一角而已。细菌顽固地保持本色，从没有演化出哪怕是像跳蚤这样的大小和复杂度。没有什么东西比细菌更保守。

我曾在第一章中提过，对这些现象最好的解释就是结构上的限制。在身体结构上，真核生物的确与细菌和古菌有一些非常根本的差异。只有真核生物突破了结构的限制，所以也只有真核生物发展出无限复杂的形态。在代谢机制方面，原核生物可谓天马行空，面对各种稀奇古怪的环境化学条件，它们都会发明出相应的巧妙解决方法。而真核生物弃化学多样性于不顾，转而变得更大、更复杂，释放出尺寸与结构的无限潜力。