新疆域
                          FRONTIERS

[美]艾萨克·阿西莫夫  著
上海科技教育出版社 1999.12

扫描，校对：异调


地球科学新疆域（FRONTIERS OF EARTH），孟庆任  译

                         第一个细胞

    科学家们现在争论的一个问题是演化出来的第一个生命细胞是什
么样的。第一个生命细胞也许在35亿年以前就已出现，但是没有一个
时间机器可把我们带回到过去进行观察，所以很难确定。

    然而我们可以去证明它。

    植物和动物都是由细胞组成的，无论是在人类、蚯蚓，或是在蒲
公英中，每一个细胞都具有某种特征。首先，每一个细胞内都有一个
微小的，或多或少呈圆形的物体。它是从该细胞的其他部分发展而来
的，并且内部含有细胞繁殖所必需的染色体和其他物质。这个圆形物
体被称为“细胞核”，所有具有这种细胞核的细胞都被称为“真核细
胞”，这个词源于希腊语，意思是“好核”。

    人类身体中的细胞也是如此，甚至在像变形虫这类单细胞生物中
也一样。然而，第一个细胞却不太可能是真核细胞，因为真核细胞是
非常复杂的细胞，肯定有比较简单的祖先。

    甚至在今天仍然存在不含细胞核的比较简单的细胞。这些简单的
细胞非常小，繁殖所需的物质分布在整个细胞内。你也许认为这种细
胞要么没有核，要么本身就是核。无论怎样，这种没有明显核的小细
胞被称为“原核细胞”，意思是“在核以前”。因为它们先出现，所
以真核细胞是由它们发展而来的。

    细菌是原核细胞的一种。人们非常了解的细菌可分为两类。一类
是普通细菌，它们不能自己制造食物而必须依赖于其他生物。第二类
有时被称为“蓝细菌”，这个词也源于希腊语，表示“蓝”的意思，
因为叶绿素使它们有蓝绿色调。

    细菌和蓝细菌搅在一起成为“优细菌”。优细菌像普通植物那样
自己制造食物，或像普通动物那样依赖于其他生物，因此，它们似乎
像自然生物。

    然而，有三组原核细胞也许在真核细菌之前就已存在，并且以非
常奇特的方式来获取能量。它们混搅在一起形成“原始细菌”
（archaeobacteria，希腊语，意思是“古老的细菌”）。

    这三组细菌分别为：①“盐细菌”，它们在高盐区大量繁殖，并
且把阳光作为它们的能量来源，但这种环境却可杀死其他种类的细胞；
②“产烷生物”（“甲烷生产者”），它们生活在缺乏氧气的热泉内，
并把二氧化碳转变为甲烷；③“始细胞”（“黎明细胞”），它们生
活在富含硫的温泉内，并使硫化合物发生化学变化。

    问题是，哪种原始细菌先形成呢？它们又是如何演变为其他种类
的呢？

    要回答这些问题，一种方法是应该考虑到所有的细胞，不管是真
核细胞、优细菌还是原始细菌，它们都含有核酸。核酸是由核苷酸链
组成，并且有可能鉴定出哪种核苷酸出现在链中的哪个部位；亲缘关
系近的物种所具有的核酸的核苷酸链非常相似。事实上，正是这种核
苷酸链的缓慢变化导致物种的进化。

    科学家们对这种变化发生的频率可以作出估计。通过研究链的差
别，科学家可以辨别出两个种属之间是如何紧密相关的，并且确定在
多少年以前它们有同一个祖先。当然这是一项非常困难的技术。

    1988年初，加利福尼亚大学洛杉矶校区的詹姆斯·A·莱克（James 
A. Lake）宣布了一个新的计算机程序计算结果。该程序分析了各种细
胞的“核糖体”（蛋白质繁殖所必需的一种细胞粒）内的核苷酸链。

    他相信这个结果证实了最古老的细胞是始细胞，并且在35亿年前
形成的第一个细胞应该在充满硫化物的沸腾的温泉中找到。

    另外，他的结果也显示，这些始细胞的后继者分解成两个分支。
从一个分支发展出其他原核细胞，即产烷生物、盐细菌和优细菌。从
另一分支则演化出真核细胞。换句话说，人类是始细胞的直系后裔，
原核细胞是我们的远亲。

    当然，对这一问题的争论还将继续激烈地进行下去。