|
《新科學家》2005年4月9日 良忠/譯 柯南/校
多細胞結構——Claire Ainsworth
在洗澡的時候想想這個,你可能正好用到一塊最偉大的進化創造物之一的精選實例品來擦洗你的後背,或者至少是一塊上等的塑膠仿製品。
海綿動物是多細胞生命的關鍵範例,一項由單細胞活體轉變為奇異而複雜的軀體的新發明。它是一個如此重大的進展,至少在16個不同的時代發生了進化。動物,陸生植物,真菌及藻類都參與了進來。

海綿
數十億年來,細胞一直是一股能相互合作的力量.甚至細菌也能相互合作,形成複雜的群落,具有形成3維結構和某些分工。然而,在億萬年前,真核生物——把DNA包裹在細胞核中的更複雜的細胞——上了一個新臺階。它們構成了持久的群落,特定的細胞專職于完成不同的任務,諸如獲取營養或排泄廢物,而且其行為能得到很好地協調。
真核生物能獲得這一飛躍,乃是因為它們早已進化出服務於其他用途的多種必需特性。許多單細胞真核生物能特化或分化為不同類型的細胞,以致力於完成像與其他細胞合作這樣的具體任務。它們借助化學信號系統去感知外界環境,其中一些與多細胞生物類似的功能用於協調它們的細胞行為。同時它們可以利用粘性表面分子來探察並俘獲獵物,這種分子與在動物和其他多細胞機體中將細胞結合起來的分子相同。
那麼是什麼引發了這一切呢?一種觀點認為,聚合使細胞們免於被單細胞的獵食者過多地一口吞噬掉。另一種說法是,單細胞經常是能實現的功能有限——例如,大多數細胞無法既長出鞭毛進行運動,又進行分裂。但是如果每個細胞都能各司其職,那麼一個菌落可以同時擁有運動和分生細胞。
研究人員目前設法通過研究現存的與最初多細胞生物關係最近的生物的基因組,來重建最初多細胞生物的知識。加州大學伯克利分校的分子生物學家Nicole King說,“我們試圖回溯到億萬年前。”她和她的研究小組正在研究單細胞原生動物領鞭毛蟲(choanoflagellate),以理解動物如何在大約6億年前由單細胞動物進化而來。領鞭毛蟲和海綿——那一階段惟一倖存至今的事件見證者——有著共同祖先,動物擁有獨特的信號傳導功能和細胞粘性分子, King發現領鞭毛蟲具有類似的分子,數目驚人。
然而,更大更複雜並非多多益善。如King所指出的,在個體數量和物種數目方面,單細胞生物遠多於多細胞生物。“因此,你可以說單細胞生物最為成功,但多細胞生物是最美麗而激動人心的。”
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
|