内生假说

高中学生物的时候经常做到的题目是:

下列细胞器中含有均含有 DNA 的是:()

A. 核糖体和中心粒
B. 高尔基体和线粒体
C. 线粒体和叶绿体
D. 叶绿体和溶酶体

答案:C

而于此相关的是蓝藻的特点:

蓝藻

蓝藻为原生生物,即核质与细胞质之间不存在明显核膜。蓝藻细胞具有明显细胞壁,无细胞器和细胞核,仅具原始核,故称为原核生物。在进化上比具有真核的细胞原始,因此蓝藻在植物进化系统研究上具有极其重要的地位。关键是课本上蓝藻的插图太特别了,细胞壁外厚厚的一胶质层。

让人不得不产生联想: 是不是因为蓝藻的细胞壁太厚了, 阻止了其他细胞器的产生? 有一天, 在综合楼的一份小报上, 看到了”内生学说”假说.

内生学说简介

最早提出内生说的是 A. F. Schimper,他在 1883 年发现绿藻和高等植物的叶绿体能够自行繁殖分裂,并发现它们在形态上与自由生活的蓝藻很相似,从而提出质体来自寄生的蓝藻的假说。这时的共生说还没有受到多少重视,主要是由于证据太少。20 世纪 60 年代以后,随着细胞超微结构和细胞生物化学研究的发展,共生说又逐渐流行起来。

线粒体和叶绿体起源于古代细菌内共生的证据如下: 线粒体和叶绿体都含有 DNA,这些 DNA 与细胞核中的很不同,却类似细菌的 DNA(环状及其大小)。 线粒体具有和真核宿主细胞不同的遗传密码,这些密码与细菌和古菌中的很类似。 它们被两层或更多的膜所包被,其中最里面一层的成分与细胞中其它膜的都不同,而更接近于原核生物的细胞膜。 新的线粒体和叶绿体只能通过类似二分分裂的过程形成。在一些藻类中,如眼虫 (Euglena),可以用药物或长时间缺乏光照来破坏叶绿体而同时不影响细胞。这种情况下,叶绿体不能够再生。

叶绿体
线粒体

  • 叶绿体的很多内部结构和生物化学特征,如类囊体的存在和某些叶绿素和蓝藻很接近。对细菌、叶绿体和真核生物基因组构件的系统发生树同样支持了叶绿体与蓝藻更接近。* DNA 序列分析和系统发生学表明了核 DNA 包含了一些可能来源于叶绿体的基因。

  • 一些核中编码的蛋白被转运到细胞器中,而线粒体和叶绿体的基因组相对于其它生物来说都小得多。 这和内共生物形成后越来越依赖真核生物宿主相一致。* 叶绿体存在于很多完全不同的原生生物中,这些生物普遍和不包含叶绿体的原生生物更接近。这表明了,如果叶绿体起源于细胞的一个部分,很难解释他们多次起源而互相又非常接近。

  • 细胞器的大小与细菌相当。

  • 细胞器的核糖体和细菌相似,都是 70S。

假说的意义

虽然目前还没有决定性的证据来证明这个假说,接受它人已经越来越多了。而这个假说的意义,已经不仅仅局限于对生物进化过程的解释了。

在南非的岩石中所发现的化石表明,距今 31-34 亿年前蓝藻类(蓝细菌)开始形成。蓝藻是能够进行光合作用的原核生物。最早的真核生物的出现大约在距今 14-15 亿前。真核生物的起源是生物演化史上的一个重大事件,因为伴随着真核生物的形成,染色体、减数分裂和有性繁殖开始出现。生物越来越快的进化历程和蓝藻的三十亿年如一日的不变, 这种对比, 给人以强烈的震撼。

不得不说,蓝藻是进化上相当成功的一个物种。在几十亿年前,就建立了一个稳定的结构。在随后的时间里,风云变换,沧海桑田,无数新的物种产生了,灭绝了。蓝藻能够存活下来,他那致密的保护层,一定功不可没。然而,这种保护,却永远的阻止了蓝藻的进化进程。不知道这是一种必然,还是大自然的讽刺。一些原核生物的细胞壁比较薄, 或者一些蓝藻发生了变异, 胶质层变得比较薄。这些细胞肯定更容易受到病毒的攻击,肯定有许多物种灭绝了。最终,有一些细胞完成了和线粒体、叶绿体的共生融合。从此,它们具有了更快的能量转化手段。越来越多的细胞器产生了,细胞核成型了。然后,多细胞生物产生了,自然进化进入快车道。一直到进化出具有高级智能的人类。

这再一次证明只有开放,才能进步。

封闭,一成不变,对于单个细胞,对于个人,对国家,都只能导致落后。许多人都认为,人类的自然进化已经基本停止了。

许多人都认为,人工智能的水平正在迅速的增长。

此消彼长,到底有一个怎样的未来在等着我们?

如果说,原核生物的进化仅仅是随机的偶然。

那么,具有高等智慧的人类,还要消极的等待大自然掷色子么?

也许,主动的开放,才是人类的正确选择。

也许,面对人工智能的挑战,人与机器的融合,才是人类的唯一选择。

现在,肢体有残疾的人可以移植机械手臂。

这些手臂已经能够与神经信号进行简单的交互。

全内置的人工心脏,已经有了存活一百多天的实例。

那么,到底人类能在这条道路上走多远,如果人机融合成为现实,又将产生哪些问题?也许,我们能从一部漫画(攻壳特工队)中得到一些启发。