(本文继上一次讨论出来的共识而继续,为《生命的起源》2)
在探索生物多样性的那篇文章中,讲述到了生命的多样性无非就是两点,自我的突变(没有目的性)以及优胜劣汰的自然选择。环境也对生物的生存以及变化起了很大的作用。说到环境,我不由得想起了生命的起点。要知道,地球在刚单身的时候还是一颗火球,在经历了漫长岁月的喷发以及来自外太空陨石的撞击下他逐渐形成了至少可以形成生命体的环境。联系生命的演化,可以推出所有的生物最初都是同一种生物。地球诞生后因为还没有大气层的保护,陆地上没有任何安全性。唯一能产生并且供生命活动的环境只要海洋。既然如此,那生命是怎样诞生的?总不可能什么过程也没有就来一个生命呀……
一共有两种说法,第一种就是生命来自于外太空陨石上的原生生物。第二种就是在地球上通过某种效应产生的。而我们今天要讨论的就是第二种。我们的共识是在生物大演化之前这是单细胞生物,那么单细胞生物是如何产生的?
或者是:构成生命的原材料是什么?
我认为首先我们可以借鉴自己的身体。我们是生命体,这没错,但你可能不知道我们的身体除睡之外大部分都由有机物构成的。而且我们只能通过使用有机物才可以获得能量。当然我们也可以通过猜想去获得第一步。有机物其实属于大分子复合物。有机物分子结构复杂,易燃烧,并且可以产生能量。举个最简单的例子,我们平时所吃的碳水化合物以及肉里所含的蛋白质(蛋白质可以进一步分解为氨基酸)都属于有机物。那么早期地球可以形成有机物吗?要回答这个问题,我们就要知道早期地球的环境是什么样的。
反正可以确定,早期地球和现在地球的环境形象大相径庭。很多元素都来自于外太空陨石的撞击。空气中没有氧气,天气不断变化,而且陆地没有完全形成,只有海水、闪电以及大气中的一些元素分子(在注意外太空或者地球本身的岩浆)。在物质分子经过太阳紫外线闪电以及来自于沿江加热的情况下发生转变,最终就形成了某些物质。那么这点到底是不是真的?毕竟我们没有经历过那个时候,所以我们需要证明。如今通过分子观察一共有20多种氨基酸,有一个人就做了这么一个实验:

你没看错,他用实验仪器完美的还原了当初的景象。两个烧壶分别是海水与大气,在大气罐上有正负两极的电级,模拟闪电。然后导管的作用就是水循环。所以说海水里的物质加上大气中的物质,加以加热以及闪电的化合变化,就将某些无机物转化成了有机物。他做这个实验后就从小瓶溶液里发现了15种氨基酸。氨基酸是什么?有机物!所以用此实验就可以证明。
所以在早期地球的环境中,在上述一系列反应后,无机物转化为有机物,有机物也从小分子变成了大分子聚合物。而恰巧一种可以不断复制自己、有活动力一天可以繁衍的物质就出现了,这就是最初的生命。就在这其中形成了。其实这是一个概率非常小的发生事件。可能只有亿万分之一,但还是“实现”了。
其实说起来很奇怪,很多科学家直到现在都没有发现大分子有机物如何转变成我们所熟知的细胞(可繁殖,可进食,有一定行动)。在这过程中,肯定有一个过渡的物质,但我们却不得而知。那么到底那个时候出现了微生物没有?的确有,科学家也发现了微生物化石,同时也发现某些古老的微生物在现在恶劣的环境里活动。而这些古老的微生物也具有一个普通细胞具备的所有能力。
那么生命最初是什么形态呢?难道真的像是现在动物细胞植物细胞一般吗?那个时候的环境可是变化多端且不稳定,特别极端化。在这样的环境中,资源一定是非常少的。而且可能不同地方的聚变环境不同,所以可能是多种形态的。且生命开始可能也没有那么多的复杂结构去为各方面的生活工作。通过上一段的结论,我们可以称之为“古细菌”。
最后地球的环境通过时间的推移越来越稳定,气温下降,水资源变多,气候不再那么极端,通过生物与环境的互动,资源也变得越来越多。无细菌已经有了可以演化的能力,既然环境在逐渐改变,自己也要改变。最后古细菌都进化成了比较像样的细菌,除了没有细胞核之外,已经成为了一个“比较完备”的生命体。但是有一些古细菌没有进化,还是以自己原来的结构存活着。
那么细菌诞生之后下一步是什么?毫无疑问,细菌越来越多(分裂繁殖),供细胞生存的资源就不够了,就产生了争斗(大混战)。我们也可以想像到细菌吞噬古细菌的画面。如果你问我为什么细菌会吞噬古细菌,因为细菌相较于古细菌有很大的优势,有膜,有骨架,我没有骨架以及细胞膜的古细菌就这样被打败了。但是却发生了一个很神奇的现象!有的细菌吞噬了名叫线粒体的古细菌,有的细菌吞噬了名叫叶绿体的古细菌,最后不仅没有消化掉还保留了起来,达成了某种合作的契约!结果最后,前者变成了动物细胞,后者变成植物细胞。这个时候细菌就有了细胞器以及细胞核,没错,完备的细胞就出现了!
于是,地球上的生物就被暂时分化成了三个部分,保持原有形态的古细菌和细菌,以及结合后的细胞,学术名词应该叫作真核生物。
其实说起来也很奇怪,开始是敌人,最后以强胜弱之后强者竟然和弱者达成了契约!很难想象,现在植物细胞的后代都含有叶绿体,很难想象植物细胞已经将叶绿体刻在了自己的基因里。动物细胞与线粒体也是同样的道理。其实在这其中我能看出生物之间的互助。如果没有线粒体和叶绿体,细胞可能只能通过直接吸收能量来存活,繁殖会变得更加困难,生存就会困难。找到帮手之后,可以在自己的身体里将有机物变成能量,董师魁直呼:“细”!
同时,上述现象还有一个专业术语,那就是“内共生学说”。这套说法在科学的角度来看的话是非常完备的说法。
这样一个早期生命演化的过程照看还是非常丰富,并且有趣的。而且似乎都符合那个生命默认的发展。其实我发现这一各阶段的生物演化似乎与我们所讨论的共识不太一样!这既不是突变也不是优胜劣汰,反而是结合?嗯……可能是因为细胞与生物的演化有一定区别吧!