日专家发现一种,科学家发现细胞进化缺失环节

日本科学家近日说,他们在日本伊豆诸岛附近的海底发现了一种核膜不完整的微生物,它们可能是原核生物向真核生物进化过程中出现的“中间型”生物。

发表在《自然》杂志上的一项研究称,新发现的一种微生物极有可能代表着从单细胞到复杂细胞进化过程中所缺失的一环。它的发现填补了生命进化过程中一个空缺已久的“真空地带”,有望为揭示复杂生命的起源和演化带来全新见解。

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据共同社报道,东京医科大学的小芳道等研究人员在2000年从伊豆诸岛南部海域约1300米深的海底采集了淤泥,结果发现泥中的背鳞虫(环节动物门的一种动物)上附着有一些微生物,其尺寸只有几微米。

细胞是地球上所有生命的基本组成部分。细菌和微生物的细胞小而简单,而包括人类在内的,所有肉眼可见的生物的细胞类型则往往大而复杂。在科学界,这些复杂细胞的起源一直是个谜。

1、病毒、原核生物和真核生物

在用电子显微镜观察这些微生物时,科研人员发现其细胞内包裹

20世纪70年代,著名微生物学家和物理学家卡尔·乌斯发现了一种全新的微生物——古生菌,并认为它们是除原核生物与真核生物(包括动物、植物和真菌)之外的“第三生物界”,震惊了整个科学界。此后的研究发现,真核生物或起源于古生菌,两者之间应该存在某种中间体的生命形式。但符合这一描述的生物却一直没有被发现。

(1)分类依据

DNA的核膜尚不完整,呈不连续状态,但有形状近乎完整的线粒体。

在今天出版的《自然》杂志上,一个以瑞典乌普萨拉大学科学家为首的研究小组称,他们在位于格陵兰岛和挪威之间大洋水下2352米深处的一处热液喷口附近,发现了一种新型古生菌。这种被命名为“洛基”的古生菌,可能是最接近真核生物的一种原核生物,恰恰位于简单细胞到复杂细胞进化的过渡环节。

根据生物体有没有细胞结构以及细胞内有无以核膜为界限的细胞核,生物可以分为病毒(非细胞生物)、原核生物和真核生物。

日本研究人员指出,原核生物没有核膜和线粒体等复杂的细胞器,科学界普遍认为原始的原核生物经进化演变为复杂的真核生物,但原核生物向真核生物进化的具体过程目前还停留在假说阶段。因此,对介于原核和真核生物之间的“中间型”生物的研究受到高度关注。

负责此项研究的乌普萨拉大学细胞和分子生物学系的瑟伊斯·埃特蒙说:“真核细胞起源这个问题极其复杂,很多线索都处于缺失状态,我们希望‘洛基’能揭示出这个谜题的更多线索。”

(2)病毒

日本专家认为,此次发现的微生物具备“中间型”生物的特征,如能得到确认,将为研究上述生物进化过程提供佐证。

通过对“洛基”基因组的研究,研究人员发现,“洛基”与真核生物有很多共同的基因,拥有以前只在真核生物中发现过的蛋白质基因编码。这表明,细胞的复杂性在真核生物进化的早期阶段就已出现。埃特蒙说:“它代表着构成微生物的简单细胞和真核生物的复杂细胞之间的一个中间类型。将其置于生命树中时,这个想法得到了证实。”

根据遗传物质不同:

乌普萨拉大学细胞与分子生物学系研究人员吉米·索斯说,“洛基”取自海底的火山系统,在类似的极端环境中,通常有许多未知的微生物,他们称之为“微生物暗物质”。他们希望通过用新的基因组技术探索这些“微生物暗物质”,找到复杂细胞进化的更多线索。

DNA病毒:T2噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等;

埃特蒙说:“在某种程度上,我们才刚刚开始。还有很多有待于发现的东西,我相信,在不久的将来,生物教科书还将面临更多的修改。”

RAN病毒:烟草花叶病毒、SAS病毒、HIV(艾滋病病毒)、禽流感病毒等

依据侵染对象不同:

植物病毒(如:烟草花叶病毒)、动物病毒(如:HIV)、噬菌体(如:T2噬菌体)

(3)原核生物

细胞内无以核膜为界限的细胞核。

例如:细菌、蓝藻(如念珠藻、颤藻、蓝球藻、发菜等)、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体

支原体:无细胞壁,整个生物界能独立生活的最小生物。

(4)真核生物

    细胞中有以核膜为界限的细胞核。

例如:真菌(酵母菌、霉菌、蘑菇等)、植物(低等植物和高等植物)、动物

(5)“菌”类的判断

凡是“菌”字前面有“杆”、“球”、“螺旋”、“弧”等形状的都是细菌,为原核生物。

   
乳酸杆菌、醋酸杆菌、根瘤杆菌等细菌经常会省略“杆”字,即乳酸菌、醋酸菌、根瘤菌。

放线菌属于原核生物,但不属于细菌,可以提取抗生素,用于抑制细菌的生长和繁殖。

酵母菌、霉菌则为真核生物。

(6)“藻”类的判断

藻类的种类很多,常见的藻类有蓝藻、绿藻(如衣藻、水绵、小球藻、团藻等)、黑藻。

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