论有丝分裂细胞的起源
你细胞里的「发电厂」,曾是自由生活的细菌——被吞下、被留住,再也没有放手。
此刻驱动你每一次心跳的线粒体,在二十亿年前,曾是自由生活的细菌——直到有一天,其中一个搬了进来,再没离开。
细胞里的细胞
每一种复杂的生命——你、一棵橡树、一朵蘑菇——都由细胞构成;而在这些细胞的内部,还住着一些更小的部件,它们曾经都是各自独立的细菌。线粒体,就是其中之一——正是这块小小的「电池」,把你吃下的食物和呼进的空气,转成可用的能量。叶绿体也一样——正是这台绿色的机器,让一片叶子能够「吃」阳光。
这个想法是说:一个大细胞曾经吞下一个小细菌,却没有把它消化,而是让它活着、当作房客留了下来。久而久之,二者再也分不开——一个身体,两套基因组。马古利斯主张:地球上最重要的那些细胞,根本就不是单一的生灵,而是一段段从未散伙的古老伙伴关系。
没人想要的想法
1960 年代中期,当林恩·萨根——她以随夫姓的名字发表,后来才以「林恩·马古利斯」为人所知——把这一切写下来时,在大多数生物学家听来,这念头近乎荒唐。它本就是个被嘲笑过的老想法。她把论文投了出去,据她自己说,眼看着它被约十五家期刊弹了回来,最后才由《理论生物学杂志》在 1967 年刊出。
随后,它在将近十年里大多无人理会。真正拯救它的,不是雄辩,而是证据:一旦生物学家能够读取 DNA,他们便发现线粒体与叶绿体各自带着自己的 DNA,而且看上去无可置疑地像细菌。这个「异端」,原来是对的。
为什么重要
达尔文教给我们的是:新的形态缓慢地出现,靠的是微小的、可遗传的变化,被存活所筛选。马古利斯则添上了通往「新颖」的第二条、也更快的路:并合。有时,演化并不是修修补补——它是把两个完整的生物、两套完整的基因组,合而为一。若没有那一次远古的并合,就不会有动物、不会有植物、不会有真菌——不会有任何大型的生命;因为它们之中,没有谁能像线粒体那样去驾驭氧气。
成了家人的房客
想象两家公司合并得如此彻底,以至于共用一栋楼、一套薪资、一道大门——可各自却仍留着一个装着私人档案的小文件柜。宿主细胞就是那栋楼;线粒体,就是那家搬进来、再没走的公司;而那个小文件柜,正是细胞器自己的 DNA——它曾经独自打理自家事务的最后凭证。同住了二十来亿年之后,谁被「赶出门」都活不下去了。
它的位置
达尔文(1859)给了生命一棵分枝的大树,和一台缓慢的引擎——自然选择;埃弗里、以及随后的沃森与克里克(1953),则表明遗传是写在 DNA 之中的。马古利斯添上的转折是:这棵树上的某些枝条,并非只是分叉——它们还会长回去、彼此融合。与本馆中达尔文与沃森–克里克的条目并读,她的论文补全了这样一幅图景:生命既靠分裂前进,也时不时地,靠合并前进。
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.