研究人員提出先有線(xiàn)粒體再有生命復雜性
在最新一期《自然》雜志上，英國倫敦大學(xué)學(xué)院生物學(xué)家尼克·雷恩和德國杜塞爾多夫大學(xué)威廉·馬丁提出了一種或能解釋地球上的動(dòng)物和植物原祖——首個(gè)“真核”有機物如何形成的新假說(shuō)。該假說(shuō)認為，復雜的多細胞生命的多樣性，只會(huì )出現在一個(gè)細胞找到進(jìn)入另一個(gè)細胞的途徑并隨時(shí)間進(jìn)化成線(xiàn)粒體之后。
以今天的標準來(lái)說(shuō)，地球上的生命在40億年前首次出現時(shí)是相當簡(jiǎn)單的。之后的10多億年，我們的地球被那些與今天的單細胞細菌和微生物或多或少有些相似的低微細菌和其它有機物團統治著(zhù)。接著(zhù)，也就是在20多億年前，一種新的生命形式在原始流漿中誕生，這代表了一個(gè)根本不同的進(jìn)程進(jìn)化。我們今天知道的多細胞生命（比如使我們的地球更優(yōu)美的楓木、霉菌、蘑菇、老鼠或人類(lèi)等）的多樣性就起源于這種有機物，但科學(xué)家仍然不知道它究竟是如何開(kāi)始存在的。
線(xiàn)粒體是產(chǎn)生細胞能量的微小顆粒。人類(lèi)和其它動(dòng)物的細胞內擁有數以百計的線(xiàn)粒體，它們?yōu)樯眢w“機器”從生到死提供著(zhù)“燃料”。
新思路與以前的假說(shuō)相矛盾，之前的假說(shuō)認為，在線(xiàn)粒體出現前，復雜的多細胞生物體首先是憑自己的力量形成的?！吧飳W(xué)家一直認為，復雜性在前，線(xiàn)粒體在后?！瘪R丁說(shuō)，“我們的研究則表明，這是行不通的。線(xiàn)粒體是復雜性所必需的”。
線(xiàn)粒體的發(fā)展在地球的整個(gè)自然歷史上似乎只發(fā)生過(guò)唯一的一次。美國北伊利諾伊大學(xué)生物學(xué)家尼爾·布蘭科斯通表示，這是生命起源中非常具有挑戰性的一步。不過(guò)，它對于一個(gè)細胞找到方法進(jìn)入另一個(gè)細胞來(lái)說(shuō)還不夠。兩者不得不以合作的狀態(tài)（稱(chēng)為共生）共存，共享資源而不是相互競爭，共存而不是殺死對方。
開(kāi)始階段的危險是，內部細胞將成為一個(gè)寄生蟲(chóng)，通過(guò)與宿主細胞爭奪資源而大出風(fēng)頭，并最終殺死宿主。不過(guò)，研究人員表示，這樣的事情并沒(méi)有發(fā)生，而是兩個(gè)細胞共同進(jìn)化了。這個(gè)內部細胞其實(shí)只在一件事情上越來(lái)越有效，那就是給細胞提供能量，而且它變得越來(lái)越小，為其新出現的功能脫落掉所有不必要的基因。
較大細胞內的能量充足性使這些新的生命形式積聚出比它們祖先多出1000倍或更多的DNA數量，允許它們變得越來(lái)越復雜，隨著(zhù)時(shí)間的推移逐步形成植物、動(dòng)物和其他分支。
研究人員認為，這種能量學(xué)也能解釋為什么缺乏這些微小能源工廠(chǎng)的細菌和其他細胞從來(lái)沒(méi)有變得真正的復雜。它們總是面臨能量限制，阻止它們獲得和運用復雜性所需的成千上萬(wàn)的新基因。
