【2022年度“科普中國青年之星創(chuàng)作大賽”】真核生物誕世史詩

如今的生物界可謂是三分天下：古細菌界、真細菌界、真核生物界，共同演繹出今天多彩而充滿活力的地球生物圈。可生物界沒有諸葛孔明隆中對，這天下如何從古細菌、真細菌手里劃出一塊真核生物的地盤呢？對于這件傳奇三分天下，人類莫衷一是，謎團困擾著一代又一代人，卻有神話般的故事，引人遐想……

事情也許還要從地球上剛出現(xiàn)古細菌開始。那時的地球，氧氣濃度沒有那么高，原始生命（細菌等）靠化能合成作用，從硫化氫等物質(zhì)中抽取有限的能量，釋放氧氣。這看似和平的年代慢慢過去……歲月如梭，時光荏苒，一場危機卻在悄然醞釀，地球上真正的第一次生物浩劫就開始了：大氧化事件。氧氣對于今天的人類來說再不過稀松平常，可在對于大部分原始生物來說，氧氣是垃圾、是毒藥、是“大規(guī)模殺傷性武器”，相比洪水猛獸之于人類有過之而無不及。藍藻的大規(guī)模興盛，釋放了大量氧氣作為原始的化學(xué)武器，殺死了大量的厭氧細菌。與此同時，好氧細菌隨著氧氣濃度增高而繁盛。原始生命王位的迭代就這樣悄無聲息，卻又安靜得致命。

曾經(jīng)的地盤被拱手讓人，古細菌處于存之絕續(xù)的危難關(guān)頭?。?！

菌難當(dāng)頭之際，古細菌內(nèi)部分成了兩個派別：固政派和共生派。固政派主張固守孑遺的根據(jù)地，在此處繼續(xù)原來的生活，這的確是一條很好的出路，這里古菌世代繁衍生息，仗有海底火山天險地利，高鹽高溫，外面的生物與有害物質(zhì)很難進來，易守難攻。還有取之不盡的地?zé)崤c化能合成原料，真乃世外桃源也，世間絕無二處。固政派得到了大部分古細菌的支持。而共生派主張和好氧細菌等締結(jié)盟約，讓他們提供氧氣處理設(shè)備，而由古細菌提供營養(yǎng)物質(zhì)，互惠互利，一體。這種理念對于古細菌來說是超前的，挑戰(zhàn)古細菌原本的生存觀念，因而并沒有得到很多支持，只是收到了固政派的最后通牒：任爾流放自身，莫要累及他菌。

即便在溫暖的火山口，收到通牒的共生派卻也感到寒心，但這同時也堅定了他們向外探索的決心。主張革新的共生派怎會滿足于蝸居在小小的火山口周圍？世界那么大，我想去——哪就去哪，你要我走，我不會留。不是你判我們流放界外，是我們判你留在界內(nèi)！

共生派說干就干，和根據(jù)地外圈的好氧細菌取得了聯(lián)絡(luò)，好氧細菌消耗氧氣，產(chǎn)生能量，也許還有簡單的小分子物質(zhì)，古細菌利用能量與小分子物質(zhì)，為好氧細菌提供大分子物質(zhì)。說起來容易，可實際上這可經(jīng)歷了漫長的演化過程，雙方不斷談判協(xié)商，互相讓步，彼此選擇，才最終締結(jié)了盟約，形成了古細菌吞噬好氧細菌的結(jié)構(gòu)。這下古細菌戴上了“潛水裝”，終于可以大幅拓展生存空間了！

共生的益處遠遠超過共生派的預(yù)期，大量的能量提供使得古細菌進軍世界的過程中“有錢任性”，通過自然選擇進化出了更耗能量但也更先進的細胞器，一場細胞內(nèi)的工業(yè)革命來襲，原先的好氧細菌逐漸演化為線粒體，特化為能量車間。更重要的是，共生派完全劃清了和固政派的界限——細胞核核膜！他們通過類似于細胞膜內(nèi)折的方式包住了擬核DNA，原始的細胞核就形成了。共生派從被流放的古細菌殖民者，搖身一變獨立了出來，成為了真核生物界的開山鼻祖。我們祖先的祖先的祖先的故事大抵如斯……

神話畢竟只是神話，沒有哪個人能親眼見證那段真正的詳盡的歷史，既是人類的筆墨之物，總不免局限在人類狹小局限的認(rèn)知里。神話也有很多個版本，有的說是現(xiàn)有細胞核后有線粒體；有的說是像產(chǎn)甲烷一類的古細菌投靠了粘菌，自己做了線粒體（共營模型）；還有的宣稱是古細菌精英中的精英自己演化出了復(fù)雜的細胞結(jié)構(gòu)（自演化模型）……科學(xué)界內(nèi)各執(zhí)一詞，是真是假，真?zhèn)螏缀危窟@就要由我們這一輩人去撥開迷霧了。縱使放下真?zhèn)?，原始真核細胞建立自己一界的偉大史詩，也總能勾起人的好奇心，讓我們這些后輩真核生物浮想聯(lián)翩……

注：文章采用了擬人化的修辭，使得整個演化過程盡量生動、容易理解，但生物的演化方向?qū)嶋H并不具有自主性，而是環(huán)境決定的，真核生物產(chǎn)生的內(nèi)共生假說，可以看做是好氧細菌與古菌“機緣巧合”、“大量試錯”的結(jié)果。