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有一种和谐叫互利共生:线粒体的启示

已有 5242 次阅读 2010-5-29 00:05 |个人分类:科普文章|系统分类:科普集锦| 生命科学, 线粒体, 生物共生

         在大自然中,有许多和谐共生的例子,比如,我们的肠道中生活着许多有益的细菌,帮助我们完成消化食物等过程;还有,生活在豆科植物根部的固氮菌,帮助植物固定空气中的氮素,从而使植物获得氮素营养。生物间形形色色的共生现象数不胜数。
        但有一种十分有意思的、深入到细胞水平的共生,可能人们还不太了解。让我们来共同认识一下共生的主角之一——身体细胞中的一类重要“居民”。
 
        说起叶绿体,我们大家都很熟悉,知道它对绿色植物来说是如何重要,没有它,植物就吃不上饭,我们人类也就没有绿色植物可食用。在我们身体的细胞内,也有一种非常非常重要的细胞器,它担当着为我们的身体供应能量的重任,我们能充满活力地生活在这个世界上,全靠从它那里源源不断的能量供应。
        这就是线粒体。
 
如果没有线粒体,我们一秒钟也活不成。这些有着菱形身材的小家伙相当我们身体的一座微型发电工厂,时刻不停地为我们提供着能量。线粒体不像细胞核那样具有密实的实心,它们的内部基本上是空的,但却具有复杂的膜结构,这些膜如果平铺开来,面积之大可能是你想像不到的,生命之“电”正是从这里发出的。
 
线粒体是我们身体细胞中特殊的居民,是一种充满了“活”力的不同寻常的细胞器。
 
线粒体的特殊之处在于,它就像一个个独立的细胞,能自行分裂,不仅如此,它还有着自己独立的DNA,存在于环状的染色体内。有趣的是,线粒体DNA与动物细胞核DNA有质的不同,酷似细菌的DNA;像微生物的DNA一样,线粒体DNA与膜是紧密相联的,而线粒体的RNA与细胞器的一样,而不与细胞核的一样。
 
所有这些,引起了科学家们极大的兴趣,人们不禁要问:这些小家伙是从哪里来的?
 
探讨的结论令人惊呀不已。原来,在十分久远的过去,它们曾是一些独立存在的细菌。这一结论最初被人提出时,曾被视为异端邪说,只被少数人接受,而现在,这一观点已被广泛接受。
 
人们猜想,20亿年前,线粒体的远祖曾经是独立生活的细菌。不知什么时候, 这些小家伙被真核生物吞噬后,便在比较宽敞的细胞中“定居”。在长期的共生过程中,通过演变,形成了线粒体~。这就是一种有关线粒体起源的很有意思的假说――内共生学说。
这种我中有你的共生关系,已经深入到细胞中了。
这样看来,我们的身体中包含着数以百万计的互相依存的真核细胞群落。据科学家统计,我们身体里所有的线粒体首尾相连排成一列,足足可以绕地球2000圈。
 
事实上,一只动物或一株植物,大概就是一个由相互作用的不同层次的小群落聚合而成的巨大群落。说到我们的身体细胞里充满了细菌,这看起来似乎很可怕。不过,这些封闭在细胞环境中的曾经是细菌生物的小东西,已完全被驯化,它们不但与我们人类以及其它一些动物和平共处,还成了我们赖以生存的能量供应站。
 
许许多多的细胞构成了我们的人体,细胞中又有着复杂的结构,包含着类似生物的细胞器,人体像不像一个复杂的生物群落?
 
线粒体的祖先们是幸运的,因为当他们不再想流浪下去的时候,遇到真核生物,大方地包容了它们,在自己的细胞里辟出一块空间,供它们生存。
真核生物,像我们人类,也是幸运的,因为这些小家伙知恩图报,用自己不断进化的身体源源不断地为我们提供赖以生存的能量。
多么美妙的和谐共生!
 
生物间的和谐共生或者说互利共生,总是给人以美的感受。你中有我,我中有你,大家互相帮助,互利互惠,大自然的魅力正在于此。
如果我们人类社会,人与人之间,有更多的包容、更多的和谐共生,我们的世界是不是会变得更加美好呢?
 


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