基礎與生命的分子觀
生命的三域(three domains of life)
如果問世上有多少種根本不同的生物,生物學今天的答案是三種。在最深的層次上,所有的細胞生命都歸入三個域:細菌(Bacteria)、古菌(Archaea)和真核生物(Eukarya)。這是最宏大的分類層級,位於「界」之上,而且它依據的不是外貌,而是從基因裡讀出的分子譜系。
令人意外的是這條界線落在了哪裡。用肉眼看,細菌和古菌很像:兩者都是沒有細胞核的微小單細胞,正因如此,長期以來它們被一同歸為「原核生物」。但卡爾·烏斯(Carl Woese)在二十世紀七十年代比較核糖體RNA的序列時發現,古菌在分子層面上與細菌的差異,跟它們各自與我們的差異一樣大。第三個域,真核生物,囊括了一切由有核細胞構成的生物:原生生物、真菌、植物和動物,也包括我們自己。從基因序列讀出的族譜顯示,真核生物在某些方面與古菌的親緣,比與細菌更近。
這種建立在分子證據之上的三域觀,是分子生物學的一座里程碑,因為它表明:序列數據可以改寫生命之樹最深的那些分枝——而那些分枝是任何顯微鏡都無法分辨的。它也重新審視了原核與真核之分:「原核生物」可以很好地描述一個沒有細胞核的細胞,但它並不是一個自然的類群,因為它跨了三域中的兩個。三域,就是關於「在生命的根部誰和誰有親緣」的現代地圖。
在沸騰的溫泉和酸性礦坑廢水中繁盛的微生物,大多是古菌,而不是細菌。它們在顯微鏡下看起來像細菌,但它們的核糖體RNA序列把它們安置在生命之樹上一條獨立的深枝上。
揭示古菌為生命第三個域的,是分子,而不是顯微鏡。
三域之樹得到了充分的支持,但並非定論:關於真核生物是否起源於古菌內部,目前仍有活躍的爭論;若真如此,「三域」實際上就是兩域,而真核生物嵌套在其中一支裡面。
又稱
另見