#神奇植物看这里 01丨植物与植物之间的关系:商业经济化视角

【蓝细菌】

#神奇植物看这里01丨植物与植物之间的关系:商业经济化视角

植物主宰着这个世界这件事情,肯定是不容置疑的,那么,是什么本领让植物获得了这种压倒性的生存力量呢?

答案就是:光合作用

植物可不是天生就具有光合作用能力的,是因为植物的远古祖先找到了一个非常靠谱的合伙人,才把植物这个小公司做成了大企业,这个合伙人是谁呢?

答案就是:蓝细菌

早在35亿年前,一些原核生物出现在了地球上。他们结构简单、个体微小,在营养充足的时候,只需要短短的几分钟,它们的数量就能增加一倍,我们也可以直接把它们叫作细菌,蓝细菌就是其中的一种。目前已知蓝细菌诞生在35亿年前,它擅长的生存方式,就是大名鼎鼎的光合作用。

有科学研究估算,地球上有50%~85%的氧气是蓝细菌这类可以光合作用的微生物制造的。全世界的森林、草原所产生的氧气,竟然还没有这些蓝细菌产生的氧气多,这是不是很让人吃惊?更让人吃惊的是,那些森林和草原产生的氧气,本质上也是蓝细菌的功劳。

那么,细菌在地球上长盛不衰的秘密是什么?

超级*器武**1:超强的繁殖和变异能力

超级*器武**2:基因横向转移

原核生物对外来基因缺乏防范机制,它们很容易接受外来基因并与其融为一体。但是,高等生物的细胞对于自身基因的保护机制就比较健全,接受了外来基因的细胞会被免疫机制摧毁或者清除。

如果把一套完整的DNA看作一辆汽车,那么从亲代到子代的遗传和变异,大概就相当于今天洗洗车、明天吸吸尘这样的小改变,这样的改变肯定是非常缓慢的。但是,有了基因横向转移之后就不一样了。一次基因横向转移,就相当于换了一次轮胎,或者安装了一个新的雨刷器这么大的改变。只要一个细菌演化出一个成功的基因,这个基因就完全有可能通过横向转移的方法,被其他的细菌获得。

那么,蓝细菌如何参与光合作用,它和叶绿体之间有着怎样的神秘内在联系?

1883年春天的一个早晨,波恩大学的植物学家西姆珀提出叶绿体就是活在其他细胞肚子里的蓝细菌?这就好像孙悟空钻进了铁扇公主的肚子,结果既不是铁扇公主消化了孙悟空,也不是孙悟空征服了铁扇公主,而是铁扇公主与孙悟空从此快快乐乐地生活在一起。即便是脑洞再大的读者,恐怕也很难接受这样的故事情节吧。

科学的最大特点是宁可错杀,不能错放。因为错杀的后果是真相晚一点浮现,而错放的后果很可能是灾难性的。直到1983年,科学家进一步发现,叶绿体和线粒体中保留着独立的DNA,这些DNA与细胞自身的DNA完全不同,让内共生假说成为一个备受尊重且被广泛接受的理论。DNA的证据也支持了内共生现象:一些好氧细菌变成了现在的线粒体,蓝细菌变成了现在的叶绿体,一些善于运动的螺旋体细菌变成了现在细胞上会运动的纤毛。细菌就像是生命的功能模块,它们先通过快速的变异实现一个复杂的生命功能,再通过内共生组合到其他生命当中去,像一种活的插件,可以插来插去,给不同的生物带去新功能。

最佳合伙人:蓝细菌的叶绿体化身跟随着植物征服了陆地

一只小鸟活吞下一条虫子,虫子肯定活不了。当一个细菌吞下另一个体形较小的细菌时,被吞下的细菌的确是有可能活下来的。对细菌来说,生活在海水里、土壤里或者其他生物的肚子里,其实并没有本质的区别,别人的肚子,只是一种不算特殊的生存环境而已。

高等生命的细胞中都存在细胞核,这已经是一个常识了。但是,如果没有叶绿体、线粒体这些通过内共生进入细胞体内的细胞器,细胞核可能根本没有必要演化出来。现在有一种关于细胞核起源的观点就认为,细胞核是在内共生形成之后,为了保护自身的DNA而逐渐演化形成的。

如果真相确实是这样,那么发生在远古时代的内共生,就是所有高等生命诞生的里程碑式的大事件。而在这个大事件中夺得头功的,就是化身为叶绿体的蓝细菌。

如果我们把世界上的每一种生命都看作一家努力创业的公司,那么蓝细菌毫无疑问就是有史以来的最佳合伙人,没有之一。你可以想象一下,如果在世界上的绝大部分公司里,都活跃着同一个合伙人的身影,我们会何等地惊讶。蓝细菌在生物界就是这样的地位。

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<未完待续...>