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erin19
管理版主 Level：10 級

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#1 生命之母是什麼生物? 解生命起源謎

真核生物

　　古菌、細菌還是真核生物？

　　科學家認為，地球上的所有生物——從人類到細菌，從藍鈴花到藍鯨——都源自同一種實體，一種30億年或40億年前漂浮在“原始湯”周圍的原胞。這種實體是什麼樣子呢？它又是如何生活，以及生活在哪里呢？科學家正一步步為我們解開這些謎團。

　　這種實體被稱為“露卡(LUCA)”，也就是“第一個基本的共同祖先”之意，它沒有留下任何已知的化石，也沒有其他物理線索可揭示其身份。然而，探究所有生命共同祖先的研究最終還是復蘇。研究人員正通過比較所有生命體的基因，畫出所有生命共同祖先的“肖像”。他們的研究結果頗具爭議，而且也對人們以往形成的有關原始生命的一些最基本想象構成了挑戰。

　　最早的生命實體“露卡”是細菌、古菌，還是真核生物？

　　據《新科學家》報道，最早的生命實體應該是一種自我復制能力的分子，據認為可能出現在大約43億年前。它或許是逐漸進化成多種原生細胞的。那麼“露卡”又是什麼樣子的呢？

　　最早揭示“露卡”排列的科學家是伊利諾斯大學分子生物學家卡爾·渥斯。20世紀60年代末，渥斯發明了一種通過比較在核糖體中發現的RNA小節序列來測量物種間關係的方法。假設基因突變會隨著時間的推移自然增長，兩種物種的排序越是完全不同，它們分離的時間就越久。

　　渥斯就此進行了長達十多年的研究，並對生物學家們有關生命的分類進行了重新定義，這將對探索“露卡”的努力產生重要影響。以前，生命形式在最基本的水平被分成兩個生物類群：真核生物和原核生物。真核生物包括所有的動植物、真菌類和單細胞細菌（如酵母）。原核生物的特點是缺乏一個核細胞膜以及沒有組織成染色體的脫氧核糖核酸。

　　渥斯發現在原核生物中實際上有第三種類型生物：古菌。盡管古菌與細菌在許多方面相似，但缺乏定義的肽脂糖，並且只具有幾個真核細胞的特性。自此后，科學家採用一種新的分類系統，將生物分為三個域：古菌、細菌和真核生物。然而，渥斯的早期成果沒有對一個重要問題做出解答：這三個域是以何種順序進化而來？換句話說，“露卡”是細菌，還是古菌，或是真核生物？20世紀80年代，科學家對核糖體RNA所進行的進一步比較表明，細菌是最古老的域。盡管隨后對其它基因的分析產生一些不一致的結果，但上述說法一直是占主要地位。

　　法國巴黎大學的一個教授認為“露卡”就是真核生物。

　　並不是所有人都同意這一觀點。法國巴黎大學的帕特里克·福特勒教授就是其中一位主要反對者。他認為，這種基因分析方法本身存在一個重大缺陷：沒有將不同域的突變的不同速度考慮進去。所以，細菌等一些進化速度更快的直系后代看上去比實際要“老成”。細菌通常被認為比真核細胞更原始，因為它們更簡單。但福特勒教授指出，盡管真核生物更復雜，它們也充斥著原始結構。例如，真核生物染色體包括成串線狀DNA，這需要一種稱為端粒的分子來保護其末梢在復制過程中不受損坏。細菌染色體是環狀，所以不需要端粒來保護。

　　真核生物基因還包括基因內區。細菌缺乏基因內區，因此它們確實不需要剪接體。與真核生物相比，細菌圓滑，在制造蛋白質方面效率更高。它們可以在幾秒鐘內就啟動蛋白質合成道路上的第一步。而同樣的生物進程真核生物需要半個小時。福特勒教授認為，細菌或許最近進化得比較多，事實上，“露卡”就是真核生物。

　　一種揭示“露卡”身份的不同方法來自於20世紀90年代完成的首批基因組排序計划。這使得研究人員能列出所有生命形式共同的基因。但令人吃驚的是，“生命樹”所有的基因數量結果卻相當少。例如，最新一項研究對100個物種進行了比較，結果只發現60個基因是普遍存在的。這種分析揭示的僅僅是哪些基因是原始的，而與這些基因“落戶”的物種沒有關係。由此科學家們意識到，基因可能在不同的物種間進行轉移。

　　基因平行轉移是比較基因組序列得到的一個令人震驚的結果。這顯然與達爾文進化論相沖突，因為達爾文的進化論認為，在生命的進化樹系統中，遺傳物質只能是一代代垂直地進行傳遞（即基因垂直轉移）。基因平行轉移似乎在早期進化中發揮著重要作用。因此，有生命物種就是具有不同進化曆史基因的嵌合體。

　　最早的生物是超耐溫菌，“露卡”是否屬於嗜熱生物。

　　我們能從“露卡”可能的生存環境中得到線索嗎？一些根據比較基因所繪制的系譜表明，最早的生物是超耐溫菌（生活在80攝氏度以上的有機物）。這說明“露卡”也是這樣的生物，或許生活在深海的地熱口附近。地熱所蘊涵的礦物質向當時缺乏氧氣的地球提供能源。

　　該理論的缺點是，處於溫度極高環境的生命需要特殊的霉才能保護其RNA 和DNA 免受損傷。在進化能令其逐漸靠近高溫地區的特殊霉之前，更為簡單的生命形式最初更有可能來自於溫度適宜的環境。而且最新研究也進一步削弱了超耐溫菌是第一個出現在地球上的生命形式的說法。科學家於2000年所進行的研究表明，旋轉霉直到三個域分裂后才進化而來，這種能增強DNA抗熱損傷的霉只在超耐溫菌中存在。

　　對“露卡”是嗜熱生物理論的一個更為直接的挑戰來自於法國巴黎皮埃爾·居里大學兩位進化生物學家塞林納·布羅切和赫爾夫·菲利普的最新研究。他們指出，以前對核糖體RNA的研究存在缺陷，因為它包括快速進化的基因物質，而這些物質更有可能已失去有用的曆史資訊。相反，兩位進化生物學家將注意力集中在核糖體RNA進化速度更慢的部分。2002年，他們公開的進化樹顯示，最古老的生物是一種只生活在溫度適宜地區的稱為浮霉狀菌目的另一細菌類群。這些生物在胞壁上沒有肽聚糖，染色體上包著細胞膜。

　　也有一些科學家對“露卡”是否真正存在產生懷疑。

　　伊利諾斯大學分子生物學家卡爾·渥斯最近開始對“露卡”是否真正存在產生懷疑。他認為，所有生命最后的共同祖先不是單個有機體，而是不同的基因平行轉移的原胞群落。渥斯表示，最早的膜結合細胞可能非常簡單，由幾個基本成分構成，這些成分均能獨立發揮作用。基因平行轉移是當時生命進化的主要動力，而不是達爾文進化論提出的垂直遺傳。隨著細胞變得越來越復雜，最初隨意獲得的單個成分就不能如此輕易地進行結合。此時（渥斯稱之為達爾文極限），基因組開始取決於遺傳，具有不同特征的直系后代開始出現。

滴水不停，可以穿石...

2005-11-22 08:49 PM

桐桐
榮譽會員 Level：9 級

原來...網路玩久了也會膩...

積分 62756
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註冊 2005-9-1
來自下不到請殘念！！
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#2 erin19大的文都很值得細細品味。

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吞哥~~你真的把皇龍紀當無間道來演...

2005-11-22 08:55 PM