基础与生命的分子观
生命的三域(three domains of life)
如果问世上有多少种根本不同的生物,生物学今天的答案是三种。在最深的层次上,所有的细胞生命都归入三个域:细菌(Bacteria)、古菌(Archaea)和真核生物(Eukarya)。这是最宏大的分类层级,位于“界”之上,而且它依据的不是外貌,而是从基因里读出的分子谱系。
令人意外的是这条界线落在了哪里。用肉眼看,细菌和古菌很像:两者都是没有细胞核的微小单细胞,正因如此,长期以来它们被一同归为“原核生物”。但卡尔·乌斯(Carl Woese)在二十世纪七十年代比较核糖体RNA的序列时发现,古菌在分子层面上与细菌的差异,跟它们各自与我们的差异一样大。第三个域,真核生物,囊括了一切由有核细胞构成的生物:原生生物、真菌、植物和动物,也包括我们自己。从基因序列读出的族谱显示,真核生物在某些方面与古菌的亲缘,比与细菌更近。
这种建立在分子证据之上的三域观,是分子生物学的一座里程碑,因为它表明:序列数据可以改写生命之树最深的那些分枝——而那些分枝是任何显微镜都无法分辨的。它也重新审视了原核与真核之分:“原核生物”可以很好地描述一个没有细胞核的细胞,但它并不是一个自然的类群,因为它跨了三域中的两个。三域,就是关于“在生命的根部谁和谁有亲缘”的现代地图。
在沸腾的温泉和酸性矿坑废水中繁盛的微生物,大多是古菌,而不是细菌。它们在显微镜下看起来像细菌,但它们的核糖体RNA序列把它们安置在生命之树上一条独立的深枝上。
揭示古菌为生命第三个域的,是分子,而不是显微镜。
三域之树得到了充分的支持,但并非定论:关于真核生物是否起源于古菌内部,目前仍有活跃的争论;若真如此,“三域”实际上就是两域,而真核生物嵌套在其中一支里面。
又称
另见