怪博士李雷
26-06-09 08:00 微博认证:微博新知博主 科学科普博主

#人体发电量原来不如垃圾# 我们身体的发电厂,原来是内共生偷来的?

昨天的文章“为什么你的身体没装’发电厂‘?”,我们讲了两个板块,其中第二块是进化的内容,涉及到内共生了,今天就专门用一篇来和大家聊聊内共生学说。

01,关于内共生学说
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关于内共生学说,相信大家都有所了解,简单地说就是long long ago,一个产生ATP特别活跃的细菌被另一个菌吞噬,然后二者从此过上了幸福的生活。时间久了,被吞进去的那个功能越来越弱化,最后成为负责能量产生的细胞器,而它的其他需求由吞噬者提供。

这个学说强大到什么地步?

至少在近两年之前,它是判断真核生物和原核生物的标准之一!长期以来被认为是真核生物必不可少的细胞器之一。

02,内共生大概什么时候发生的?
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内共生发生在大概什么时候呢?这个目前没有太确切的证据,大概推测应该在氧气代谢出现的那个时代,15亿-26亿年。因为我们在线粒体跨物种进化上,有点卡壳。

原因如下,

1,线粒体内共生过程中,应该发生了基因的突变→假基因化→缺失/转移。

当然线粒体也接受了来自基因组上的基因

这就导致我们不容易追溯这个过程,毕竟跨物种进化这么多年做的也不是特别快。

不像我们做进化,只追踪个别基因即可。

2,线粒体本身进化呈现了

两个截然不同的方向。即小基因化和大基因化。

向小基因组进化主要以动物为代表,当然也包括部分真菌、藻类和原生生物,绝大多数只有1万5到1万9大小;

向大基因组进化主要以高等植物为代表,当然也包括部分低等真核生物,大小在20万到200万。

这下就麻烦了,别说林奈分类法都失效了,连基因组都朝两个方向跑了,按照科学家们执拗的相信内共生是发生在一个祖单核生物中,那么,这二者必然有根本性联系。

但是放在生物学里,这是灾难。因为基因组太悬殊,无论是计算保守性还是对比都成了问题,未来随着数据越来越多(主要是物种数据)以及算法的提高(依赖做CS的人们了),肯定会取得进步。

03,科学家一直在努力
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另外,科学家一直没有放弃治疗,额,放弃寻找无线粒体真核生物的存在。因为,理论上,是存在的。

几年前,Cell子刊Current Biology发表了一篇文章,首次发现无线粒体的真核生物,也许这是未来给我们揭秘线粒体内共生时间的一把钥匙。

类单鞭滴虫属(Monocercomonoides)进行研究,该单细胞生物来自南美洲栗鼠的消化道。长期以来研究人员认为类单鞭滴虫属的线粒体已消失,为了验证此观点,他们对类单鞭滴虫属进行了基因组测序,结果并没有发现线粒体基因的迹象,进一步研究发现,这种生物缺乏所有线粒体功能的关键蛋白。Karnkowska 说,“真核细胞的定义是有线粒体,如今我们的研究结果推翻了这个定义。”

Karnkowska A, Vacek V, Zubáčová Z, et al. A Eukaryote without a Mitochondrial Organelle[J]. Current Biology, 2016.
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发布于 河北