論有絲分裂細胞的起源
你細胞裡的「發電廠」,曾是自由生活的細菌——被吞下、被留住,再也沒有放手。
此刻驅動你每一次心跳的粒線體,在二十億年前,曾是自由生活的細菌——直到有一天,其中一個搬了進來,再沒離開。
細胞裡的細胞
每一種複雜的生命——你、一棵橡樹、一朵蘑菇——都由細胞構成;而在這些細胞的內部,還住著一些更小的部件,它們曾經都是各自獨立的細菌。粒線體,就是其中之一——正是這塊小小的「電池」,把你吃下的食物和呼進的空氣,轉成可用的能量。葉綠體也一樣——正是這台綠色的機器,讓一片葉子能夠「吃」陽光。
這個想法是說:一個大細胞曾經吞下一個小細菌,卻沒有把它消化,而是讓它活著、當作房客留了下來。久而久之,二者再也分不開——一個身體,兩套基因組。馬古利斯主張:地球上最重要的那些細胞,根本就不是單一的生靈,而是一段段從未散夥的古老夥伴關係。
沒人想要的想法
1960 年代中期,當林恩·薩根——她以隨夫姓的名字發表,後來才以「林恩·馬古利斯」為人所知——把這一切寫下來時,在大多數生物學家聽來,這念頭近乎荒唐。它本就是個被嘲笑過的老想法。她把論文投了出去,據她自己說,眼看著它被約十五家期刊彈了回來,最後才由《理論生物學雜誌》在 1967 年刊出。
隨後,它在將近十年裡大多無人理會。真正拯救它的,不是雄辯,而是證據:一旦生物學家能夠讀取 DNA,他們便發現粒線體與葉綠體各自帶著自己的 DNA,而且看上去無可置疑地像細菌。這個「異端」,原來是對的。
為什麼重要
達爾文教給我們的是:新的形態緩慢地出現,靠的是微小的、可遺傳的變化,被存活所篩選。馬古利斯則添上了通往「新穎」的第二條、也更快的路:併合。有時,演化並不是修修補補——它是把兩個完整的生物、兩套完整的基因組,合而為一。若沒有那一次遠古的併合,就不會有動物、不會有植物、不會有真菌——不會有任何大型的生命;因為它們之中,沒有誰能像粒線體那樣去駕馭氧氣。
成了家人的房客
想像兩家公司合併得如此徹底,以至於共用一棟樓、一套薪資、一道大門——可各自卻仍留著一個裝著私人檔案的小文件櫃。宿主細胞就是那棟樓;粒線體,就是那家搬進來、再沒走的公司;而那個小文件櫃,正是胞器自己的 DNA——它曾經獨自打理自家事務的最後憑證。同住了二十來億年之後,誰被「趕出門」都活不下去了。
它的位置
達爾文(1859)給了生命一棵分枝的大樹,和一台緩慢的引擎——自然選擇;埃弗里、以及隨後的沃森與克里克(1953),則表明遺傳是寫在 DNA 之中的。馬古利斯添上的轉折是:這棵樹上的某些枝條,並非只是分叉——它們還會長回去、彼此融合。與本館中達爾文與沃森–克里克的條目並讀,她的論文補全了這樣一幅圖景:生命既靠分裂前進,也時不時地,靠合併前進。
A theory of the origin of eukaryotic cells (“higher” cells which divide by classical mitosis) is presented. By hypothesis, three fundamental organelles: the mitochondria, the photosynthetic plastids and the (9+2) basal bodies of flagella were themselves once free-living (prokaryotic) cells.
Classical mitosis evolved in protozoan-type cells millions of years after the evolution of photosynthesis.