昨天的文章“為什么你的身體沒裝’發電廠‘?”,我們講了兩個板塊,其中第二塊是進化的內容,涉及到內共生了,今天就專門用一篇來和大家聊聊內共生學說。
01,關于內共生學說
關于內共生學說,相信大家都有所了解,簡單地說就是long long ago,一個產生ATP特別活躍的細菌被另一個菌吞噬,然后二者從此過上了幸福的生活。時間久了,被吞進去的那個功能越來越弱化,最后成為負責能量產生的細胞器,而它的其他需求由吞噬者提供。
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這個學說強大到什么地步?
至少在近兩年之前,它是判斷真核生物和原核生物的標準之一!長期以來被認為是真核生物必不可少的細胞器之一。
02,內共生大概什么時候發生的?
內共生發生在大概什么時候呢?這個目前沒有太確切的證據,大概推測應該在氧氣代謝出現的那個時代,15億-26億年。因為我們在線粒體跨物種進化上,有點卡殼。
原因如下,
1,線粒體內共生過程中,應該發生了基因的突變→假基因化→缺失/轉移。
當然線粒體也接受了來自基因組上的基因
這就導致我們不容易追溯這個過程,畢竟跨物種進化這么多年做的也不是特別快。
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不像我們做進化,只追蹤個別基因即可。
2,線粒體本身進化呈現了
兩個截然不同的方向。即小基因化和大基因化。
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向小基因組進化主要以動物為代表,當然也包括部分真菌、藻類和原生生物,絕大多數只有1萬5到1萬9大小;
向大基因組進化主要以高等植物為代表,當然也包括部分低等真核生物,大小在20萬到200萬。
這下就麻煩了,別說林奈分類法都失效了,連基因組都朝兩個方向跑了,按照科學家們執拗的相信內共生是發生在一個祖單核生物中,那么,這二者必然有根本性聯系。
但是放在生物學里,這是災難。因為基因組太懸殊,無論是計算保守性還是對比都成了問題,未來隨著數據越來越多(主要是物種數據)以及算法的提高(依賴做CS的人們了),肯定會取得進步。
03,科學家一直在努力
另外,科學家一直沒有放棄治療,額,放棄尋找無線粒體真核生物的存在。因為,理論上,是存在的。
幾年前,Cell子刊Current Biology發表了一篇文章,首次發現無線粒體的真核生物,也許這是未來給我們揭秘線粒體內共生時間的一把鑰匙。
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類單鞭滴蟲屬(Monocercomonoides)進行研究,該單細胞生物來自南美洲栗鼠的消化道。長期以來研究人員認為類單鞭滴蟲屬的線粒體已消失,為了驗證此觀點,他們對類單鞭滴蟲屬進行了基因組測序,結果并沒有發現線粒體基因的跡象,進一步研究發現,這種生物缺乏所有線粒體功能的關鍵蛋白。Karnkowska 說,“真核細胞的定義是有線粒體,如今我們的研究結果推翻了這個定義。”
Karnkowska A, Vacek V, Zubá?ová Z, et al. A Eukaryote without a Mitochondrial Organelle[J]. Current Biology, 2016.
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