细菌为什么是单细胞生物?从地球生命出现,到多细胞生物出现,长达20多亿年的时间里, 地球上只有单细胞生物。一开始是细菌这样最简单的单细胞生物。在能量革命之后,出现了携带线粒体的单细胞生物。但是无论如何,它们都还只是单细胞生物
细菌为什么是单细胞生物?
从地球生命出现,到多细胞生物出现,长达20多亿年的时间里, 地球上只有单细胞生物。一开始是细菌这样最简单的单细胞生物。在能量革命之后,出现了携带线粒体的单细胞生物。但是无澳门新葡京论如何,它们都还只是单细胞生物。即便到今天,地球生物圈里数量最多[duō]、种类最多、可能也是总重量最多的生物,仍然还是单细胞生物。
多细胞生物肯定是由单细胞生物演化而来的,这点是毫无疑问《繁体:問》的,可是这些单细胞生物[拼音:wù]为什么会演化成了多细胞生物呢?
你可能都不(读:bù)觉得这是个问题。生物进化从简单到复杂,从低等到高等,从单细胞到多细(繁体:細)胞,这不是规律吗?
还真(练:zhēn)不是。
地球生物演化根本没有方向性可言,只要能活下来,能繁殖后代,这样的生物就有优势,就会被选中。
多细胞生物的出现,在技术上虽然《拼音:rán》很简单(分裂和分化),但是既然它们(繁体:們)出现之后还能活下来并且活得很好,这本身就说明,多细胞生物一定得具备什么特别的[拼音:de]生存优势才行。
只有找到了这个生存优势,我们(繁体:們)才能真正理解多细胞生物为什么会出现。
简单点说,单细《繁:細》胞生物演化成多细胞可以更好[读:hǎo]的“捕食”或防[练:fáng]止“被捕食”。
比如能量革《pinyin:gé》命的起因可能就是一个大个儿的细胞,吞噬了另一个较小的细胞,但是却没有把它(繁:牠)当食物消化掉,反而让它寄生在(拼音:zài)自己体内成为线粒体进而生产ATP,植物细胞中叶绿体的出现也是相同的道理,这也被称为内共生起源学说。
单细胞生物是可以互相吞噬的,在单细胞生物之间,“猫(拼音:māo)捉老鼠,老鼠躲猫”的游戏,大概已经进行了好几十《练:shí》亿年。
可想而知,在这场生存竞争里,个头大亚博体育一点是有好处的: 对于捕食者来说,个[繁体:個]头大就意味着有更强的吞噬能力 对被捕食者来说,个头大,也许就能逃脱魔掌。
但{dàn}是怎么变大呢?
拥有了线粒体之后,单细胞澳门伦敦人生物有了更多的能量,当然也可以长得更(读:gèng)大。
但是我们必须得说,虽然线粒体提供了几乎是没有上限的能量供应,但是单个细胞的尺寸还是有亚博体育个物[pinyin:wù]理极限。
道理也不难理解: 细胞如果长得太《练:tài》大,就算能量跟gēn 得上,物质交换的压力也会变得太大,因为这些物质总得需要【拼音:yào】跨越细胞膜,运进有用物质和排出代谢废物。
对于尺寸很大的细胞来说,用来进行物质交换的细胞膜的表面积就不够(繁:夠)大了。所以在地球生物圈,虽然也存在巨型细胞,但是在大多{pinyin:duō}数情况下,细胞的尺寸一般不会超过几个到几十个微米这个数量级(繁体:級)。
单个细胞不能变大,生物体还想变大,那怎(拼音:zěn)么办呢?
一个简单的办《繁体:辦》法就是:
从[拼音:cóng]单细[繁:細]胞变成多细胞,靠细胞的数量取得尺寸优势,在吃和被吃的竞争中取得先机。
而且请注意,尺寸变大这件事,对吞噬和《pinyin:hé》被(拼音:bèi)吞噬的双方《练:fāng》都有意义,而且能找到相关的证据。
先说被吞《读:tūn》噬者的例子。
有一种(繁体:種)很常见的单细胞生物——小球藻。 它生活在水中,随波逐流,利用太阳光作为能量《读:liàng》来源。
研究发现,如果在水中[读:zhōng]加入一种体型稍大、专门以吃小球藻为食的鞭毛虫,只需要短短一个月 ,或《huò》者10到20代的时间,小球藻就能迅速演化出一种多细胞形态一8个小球藻紧紧靠在《pinyin:zài》一起, 外面还包裹上一层厚厚的“细胞壁”。
这样一来,它的尺寸就大大超过了它们的天敌(拼音:dí),从而逃脱了被吃的命运。
反过来,我们再来看一种吞噬者——领鞭biān 毛虫。
研究发现,这种以细菌为食的生物有个神奇的特性: 它们能够在单细【繁体:細】胞和hé 多细胞两个形态之间切换。
科学家做了一个有趣的实验。在领鞭毛虫的培养液加入抗生素,抗生素能杀死里面所有的细菌,也就是它们的食物。在缺少了食物之后,领鞭毛虫的后代就不《练:bù》再是聚合在一起的多(练:duō)细胞形态了,而是进入单细胞的形态(繁体:態)。
反过来我们可以推测,领鞭毛虫的多细[繁体:細]胞形态,很可能是因为需要捕食周[拼音:zhōu]围的细菌才出现的。当它们发现环境中有很多食物后,它们就会迅速演化出多细胞形态,组团一起对付细菌的反抗,方便捕食。
所以你看,不管是被吞噬的一方, 还是吞噬的一方,演化出多细胞形态, 来增强自己的生存优势澳门金沙,是一个很高明的选(繁:選)择。
这就很好地解释了,为什么单细胞生物古老而且强大,但是各种各样的[读:de]多细胞生物还是{shì}会出现, 并且一[拼音:yī]直繁衍生息到今天。
不过请注{练:zhù}意,“多细胞生物”并不是应对生存竞争的唯一选择 ,否{读:fǒu}则今天地球上就不会还存在单细胞生物了。
- 单细胞生物可以靠增加繁殖的能力,生得比吃得快,来持续生存繁衍下来
- 它们也可以靠让自己变得更灵活、更坚固, 甚至是有毒,从而活下来
- 它们也可以躲在没有天敌的环境里活下来...
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