第12章 生命的邂逅

“厌氧菌”们要去哪里寻找那生的希望呢?其实在徐远观察“好氧菌”的时候已经发现了。在这个氧气浓度聊胜于无的时代,“好氧菌”扎堆生长的地方氧气就很容易被局部性地耗竭,这些地方也就顺理成章成为了厌氧菌们的安全区之一。

当好氧菌生物铺满一片区域形成所谓的菌毯时,此时菌毯地下就基本是个无氧环境了。此时的生态环境通过徐远肉眼看来就是世界各处的浅海铺着菌毯,菌毯的最顶层是好氧菌,菌毯地下从上往下是越来越厌氧的微生物。

而当两者生活在一起后竟发现对方个个都是人才,说话又好听,都超喜欢对方的。厌氧菌无法将有机物彻底代谢为无机物,所以它们的生命活动就会产生许多诸如丙酮酸之类的简单有机物,这些对于厌氧菌而言不过举手之劳的代谢副产物却是好氧菌的珍贵养料。

此外氧化释放的能量会远远高于有机物酵解,也高于单纯的光合作用或者化能合成作用,因此会释放出大量的能量。如果不加以控制就会失控,类似于燃烧。所以好氧生物需要建立一种能量池,来储存或者缓冲氧化作用的能量。就像一个个细胞长出了啤酒肚。

这些能量目前好氧生物结构简单,无法全部消耗。徐远看到后也理解,毕竟现在地球刚改版本,生物复杂度一时之间无法跟上版本,耗能跟不上产能。而有氧代谢一刻都无法停止,积蓄的能量就需要释放,这就便宜了菌毯之下的厌氧菌。菌毯之下的好氧菌和厌氧菌们存在着复杂的交互关系。就这样厌氧菌与好氧菌这对旧时代的冤家成了这残酷新时代的涸辙之鲋,相濡以沫共度时艰。

随着徐远的加速,时光飞逝,2亿年的时间弹指一挥间便流过。时间来到了18亿年前的固结纪。此时地球上零散的几片大陆终于拼合在了一起,地球上第一次出现了超大陆,哥伦比亚超大陆。超级火山活动又在板块的缝隙间渗入了大量熔岩,随着火山活动的停止,板块缝隙间的熔岩冷却凝固成岩石,如同焊接一般将大陆牢牢的连在一起。这就是固结纪的由来。

海面之下的海底菌毯呢,徐远观测到有那么一些古菌,它们可能是为了保护自己最容易受氧气破坏的DNA,故而将自己一部分细胞膜内陷形成内膜系统,尽最大可能将自己脆弱的DNA与外界隔绝起来,构建起了一个叫做“细胞核”的结构来保护自己的DNA。

这么做之后呢,所带来的副产物之一就是这些古菌细胞的内部被这些内膜系统分隔出了许多小房间,时间一长竟有一些受够了环境毒打的好氧细菌钻进了这个古菌体内,成了这些小房间里的房客。

正所谓细菌永不为奴,除非包吃包住,在这里不但可以得到古菌内膜系统的庇护,还能第一时间获得古菌代谢产生的小分子有机物养分,于是这些好氧菌们便再也不离开了,而反过来对古菌而言这波更是不亏,这些寄宿的好氧菌不但帮它消耗掉了麻烦的氧气,而且它们还能将有氧呼吸产生的庞大能量像房租一样上交一部分。这种互利关系被称为“内共生”。这种神奇的现象徐远观测到后也不由得惊叹生命真的会找到自己的出路。

随着徐远的加速开始,亿年又亿年的演化,这些古菌与其内共生的好氧细菌不断巩固睦邻友好关系,深化互利合作与协作,实现共同发展与繁荣,这对在生命太初即分道扬镳的两大家族的后裔最终竟合二为一。

它们的代谢体系乃至各自的DNA都逐渐融为一体,最终一种全新的生命形态出现在了徐远眼前那就是“真核生物”。今天的世界一切的动物、植物、真菌等都是真核生物,这个族裔构成了我们现在所见的一切宏观生命形态,今天我们细胞的外在结构总体上依旧是当初那个古菌细胞的延伸,而寄宿于古菌之内的那个真细菌的后代也依旧还在我们的细胞中繁衍不息,只不过我们今天将其称之为“线粒体”。

内膜结构搭配线粒体的强劲能源让真核生物的细胞可以扩大到细菌和古菌或者说原核生物细胞的数万倍大小,在绝对的体型优势与更复杂细胞结构支持下,真核生物创造出了许多前所未有的行为,比如胞吞,通俗点讲就是把别的细胞一口吞进体内消化掉,彻底褫夺其全部营养,在那一刻弱肉强食成为了地球生命的主旋律,而生命的贪婪也在绝对实力的加持下酝酿着新的革命。

随着徐远的加速,时光开始飞逝,细菌、古菌、真核生物都开始演化,特别是真核生物依靠自己体型庞大、结构复杂、代谢高效等特点搞出了不少骚操作,比如演化出了能够让自己快速运动的鞭毛。

虽然之前的微生物也存在鞭毛,但是之前的鞭毛由于细胞比较简单弱小,驱动不了那么大的真核生物,在徐远的观测下,真核生物重新演化出了一种力大砖飞的鞭毛。通过徐远的观察发现真核生物的鞭毛使用上分为了好多的流派,其中最主流的是两派。

其中一派是只配置了一根鞭毛的单鞭毛生物,这派真核生物后面演化出了动物和真菌。在当今所有动物的精子中都只有1根鞭毛,算是对这古老的特征的继承。

另一派是配置了两根鞭毛的双鞭毛生物,徐远观察到这些双鞭毛生物又分为了两种。一种是配置了两根不一样长鞭毛的不等鞭毛生物,现代生物中的硅藻、海带、疟原虫等全是此类生物。另一种是配置了两根一样长鞭毛的原始质体生物或者说是“泛植物”,现代植物便是此类生物的后代,所以植物的精子有两根一样长的鞭毛。

时间来到了16亿年,徐远观测到长有两根鞭毛的原始质体生物像往常一样吞噬着周遭的细菌和古菌,然而当它吞下一颗蓝细菌(蓝藻)细胞时,不知因为什么原因,这个蓝细菌并未像别的猎物一样被消化掉,相反这个蓝细菌就和当年内共生于古菌体内的那个好氧菌一样在那个真核细胞内部开始分裂、繁殖,并继续像以前一样进行光合作用,在那一刻,真核细胞与蓝细菌达成了新的同盟,从此真核生物第一次掌握了光合作用,而被吞入的那颗蓝细菌的后代也很快有了一个新的名字,叶绿体。

以此为起点,以“绿藻”和“红藻”为代表的真核光合作用者登上了历史舞台,吞噬并豢养了蓝细菌的它们将会在之后十几亿年中成为地球气候变化的最主要推手。

看到生命演化中出现如此意外的邂逅,徐远也觉得不可思议便发动了回溯仪的一个新功能定向加速。简单来说就是针对某一类观测到的生物进行定向搜索,查找其演化历程。徐远也想看看这个共生了蓝细菌的细胞后续如何发展。

在定向加速下,徐远万万没想到事情的发展简直扑朔迷离。绿藻与红藻并没有让内共生的吞噬游戏就此结束,在距今约5.4亿年前的寒武纪,又有一种单细胞真核生物吞噬了绿藻,于是它的后代演化成了裸藻,在距今约4.5亿年前的奥陶纪,又又有一种单细胞真核生物吞噬了红藻,于是它的后代演化成了褐藻和硅藻,在距今约2.4亿年前的三叠纪,叒有一种单细胞真核生物吞噬了红藻,于是它的后代演化成了甲藻,更有甚者还有一种单细胞真核生物吞噬了红藻演化成了隐藻,然后另一种单细胞真核生物又吞噬了隐藻演化成了红色中缢虫,由此内共生着内共生着蓝细菌的红藻的隐藻的红色中缢虫就也能光合作用了。

徐远看着这些如同俄罗斯套娃般吞噬共生也是瞠目结舌,如果说首次蓝细菌的内共生是美妙的邂逅,那后续徐远看到的这些也只能感叹:这些所谓构造简单的浮游生物、单细胞的“原生生物”其实绝不简单,更非原始,它们经历了比动物、植物更加悠长的残酷生存竞争,它们才是真正掌握着生存的千层套路的演化急先锋。

结束了这次新功能试用,虽然结果有点出乎意料,但是这个功能徐远觉得还是很棒的。可惜徐远觉得这个功能还是有待加强,比如植物是眼前细胞的后代,定向加速并未显示植物的演化或登陆。徐远想着看来其他功能也要尽快感受下效果,单纯的功能描述还是有点不够详实。