生命起源的活化石_古细菌VIP免费

飞!"##$年第%期碟探索&’()(’*+,-./生命起源的活化石：古细菌!瘐晋周洁古细菌是一类生活在今天的生物，被称为活化石细菌。它们并不是细菌，因为它们有着与细菌不同的遗传基因。它们是独立的一类生物。生物界被划分为真核生物、细菌和古细菌三大类。古细菌之所以被称为古细菌，只是因为它们是地球上最早出现的生物，并且在形态上跟细菌差不了多少，所以人们把它们叫做古细菌。古细菌的生命沉浮古细菌出现于$0亿年以前的生命诞生之初。那时的地球，大气中充满了有毒气体1比如硫化氢2，完全没有氧气1即使有那么一点，也会与其他物质反应而被消耗2，大气的化学性质是呈还原性的。在这样奇特的环境影响下，古细菌形成了严格厌氧的特性。它们在三十多亿年前的地球上繁荣地生长着。但是，世界万物都在发展，微生物也在进化。在$3亿年以前，地球上出现了最早的光合生物氰细菌，它们通过光合作用获得能量并且放出对当时除了它们以外的所有生物十分危险的氧气。幸运的是，当时的地球上有大量的单质金属，它们及时地吸收氧气生成了金属氧化物1如红色的氧化铁：&4"/$2，从而保护了古细菌以及一些厌氧的细菌免受致命的氧气的毒害。在氰细菌出现后不久，一种光合能力更强的细菌———蓝藻菌出现了。它们有一套完整而高效的光合系统，采用了更好的叶绿素，能够制造出更多的氧气。因为有氧参加的生物反应可以释放出更多的能量，因而蓝藻菌在地球上大量繁殖起来，逐渐成为了当时地球上的优势生物。它们放出的氧气与海洋里的单质铁反应，生成的红色氧化铁把大海都染红了。"#亿年前，伟大的时刻到来了。地球上几乎所有的单质金属都被氧化成了金属氧化物，再也没有什么可以保护古细菌和其他厌氧生物了。大气中第一次有了游离的单质氧———氧气，原来昏黄的天空渐渐变成了氧气的淡蓝色。臭氧层在形成，地表紫外线强度在降低———地球上的环境在好转。而古细菌和其他厌氧生物的日子就不好过了。古细菌对氧气可是“退避三舍”，哪怕只那么一丁点氧分子就让它们一命呜呼。它们的大多数同伴在"#亿年前地球上首次出现氧气时灭绝了，史称“氧的大屠杀”，惟有那么一点点幸存者在其他生物都不敢涉足、几乎没有溶解氧气的少数温泉中繁衍生息。好氧生物不能忍受的地方是高温和强酸性的原始环境，而这恰恰成了古细菌最后的天堂。古细菌的演进在现代生物中，由于细菌类都是最简单的无核单细胞生物，因此人们一般都认为它们是低级、原始的生物。对不同种类现代细菌的分子进化研究发现，在一类能够利用二氧化碳和氢气产生甲烷的厌氧细菌以及生长在极浓的盐水中的盐细菌、可以在自然的煤层里生长的嗜热细菌、在硫!"##$年第%期黄温泉中或是海底火山区生长的嗜硫细菌等类群中，核糖体&’()*&’(+的分子序列与一般细菌的*&’(分子序列十分不同,其相差程度比—般细菌*&’(分子序列、真核生物)细胞中含有细胞核的生物+的*&’(分子序列的差异还要大。据此,科学家认为这些“不一般”的细菌应该代表一个既不同于一般细菌也不同于真核生物的生物类群，因此把它们称为古细菌)或古核生物+,而把一般的细菌称为真细菌)或原核生物+。由于现代的古细菌的生活环境相对来说比较接近原始地球的环境，因此可以认为它们是地球上最原始的生物的比较直接的后代，换言之，地球上最初的原核细胞生物可能是古核生物而不是原核生物。进一步研究发现，古细菌的其他一系列分子生物学特性都与真核生物有不少相似之处；而真细菌却在很多其他的分子生物学和细胞生物学性状上与古细菌相差甚远，它们拥有不少进化或是特化的性状。因此，真核生物的祖先应该是远古的古核生物而不是原始的原核生物。由于迄今所知最古老的真核生物化石已有近"-亿年的历史，许多科学家推测,最早的真核生物可能早在$#亿年前就出现了。真核细胞的直接祖先很可能是一种巨大的具有吞噬能力的古核生物，它们靠吞噬糖类并将其分解来获得其生命活动所需的能量。当时的生态系统中存在着另一种需氧的真细菌，它们能够更好地利用糖类将其分解得更加彻底以产生更多的能量。在生命演化过程中，这种古核生物将这种原核生物作为食物吞噬进体内，但是却没有将其消化分解掉，而是与之建立起...