存在。DNA复制出错时的纠错机制是无论有没有重组都会运行的，而且线粒体日常进行有氧呼吸时产生的活性氧会损害线粒体DNA，不复制的时候也需要纠错。 线粒体DNA通常有多份复制，在DNA受损后如果被修复相关的生物大分子判定为不能修复，有概率将有害突变所在的那一份降解掉来防止问题扩大。如果有问题的线粒体已经大量复制，体细胞还可以启动凋亡，与问题同归于尽。不过，这种防御性操作在神经细胞里发生时，会引起线粒体相关的疾病。 总体上，线粒体DNA突变率约为其所在的生物体的细胞核DNA的10倍到100倍。 “缺乏重组机制”所带来的“错误积累相对较多”的问题，早已由“细胞核逐步将线粒体的基因纳入核中”来处理，大部分现存动物的线粒体DNA只有数十个基因，少数SAR超类群生物的线粒体已经不含DNA。 2019年4月24日，Science Advances在线发表了题为An aerobic eukaryotic parasite with functional mitochondria that likely lacks a mitochondrial genome的研究论文：发现了学名为Amoebophrya ceratii 的寄生性甲藻，它拥有功能性的线粒体，该线粒体中没有基因组。 对有性生殖的物种来说，“一方配子的线粒体基本上不传给后代”可以帮助处理线粒体畸变问题。实验早已证明精子线粒体传给后代的概率极低（这与精子线粒体更有可能受损有关）。 无论如何，生物身上的这些问题从未被彻底解决过。实验证明，携带有害线粒体突变的雌性个体有更高的概率在繁殖前死亡，从而将这些突变移出基因库。在相关突变不致死的场合，细胞核基因的突变有可能弥补线粒体的问题。 例如阿拉伯、以色列、西班牙人口中的某些线粒体DNA点突变会导致耳蜗供能不足、引起遗传性耳聋，但一部分人的细胞核基因携带另一突变，可以增加线粒体产能来解决这个问题。研究人员在小鼠身上实验证明，核基因的突变可以缓解或修复线粒体的故障。随着时间流逝，你可以期待这些人的线粒体失去这个基因、细胞核上的相关基因则变成标配，于是在这些人身上线粒体的基因又少了一个。 2、请问宇宙早期黑暗时代和再电离时期对超大质量黑洞的快速形成有促进作用吗？ 所谓“宇宙黑暗时代”，指光子退耦后、第一代恒星/星系出现前的这段时间，指望这时的常规物质提供什么“促进作用”是不靠谱的，只能去找暗物质了。 2021年初，国际天文学家小组在英国《皇家天文学会月刊》上撰文，提出超大质量黑洞可由暗物质形成的新机制：超大质量黑洞可由位于星系中央稠密区域的暗物质直接形成，而非传统认为的那样由普通物质形成。 科学家此前已观察到疑似在宇宙大爆炸后8亿年就形成了的超大质量黑洞，其存在本身就是个谜。 超大质量黑洞标准形成模型认为，普通重子物质（就像太阳、地球、你的身体）在引力作用下坍塌成一些较小的黑洞，这些黑洞吸入周围的天体和气体来长大；要在上述时间内形成超大质量黑洞，需要的恒星规模、恒星数量都会非常夸张，单纯以需要的气体的量计算也是不切实际的。 这项新研究认为，早期宇宙中的星系可能有由暗物质构成的稠密内核，周围弥散着稀薄的暗物质晕。这些内核的密度达到阈值便会坍缩成超大质量黑洞。这种形成方式可能比任何常规物质参与的机制更快地发生。 研究负责人、阿根廷阿普拉特国立大学的卡洛斯·阿圭列斯说：“这种新的形成机制可能为早期宇宙中出现的超大质量黑洞如何形成提供了一个自然的解释，在这一形成过程中不需要恒星先形成，也不需要借助种子黑洞来阐释超大质量黑洞是如何形成的。” 阿圭列斯补充说：“在最新研究中，我们首次证明这样的核晕暗物质分布确实可以在宇宙学框架内形成，并在宇宙的整个生命周期内保持稳定。” 按照他们的估计，规模较小的星系可能不足以用这个原理形成超大质量黑洞，于是人们可能在它们的中心发现大量的暗物质。研究人员计划开展进一步研究，加深对宇宙早期超大质量黑洞如何形成的了解，也希望厘清包括银河系在内的非活跃星系中央是否存在此类致密暗物质核。 相关论文： dx.doi.org/10.1093/mnra 3、生物体为何无法进化出类似汽车轮子、直升机螺旋桨之类以旋转提供动能 ？ 那只是误解。 生物体可以进化出轮子那样的东西，细菌与古菌的鞭毛、真核生物的纤毛就是以旋转提供动能的细胞器官。 地球上至少一半的细菌个体拥有1条或更多鞭毛，考虑到细菌压倒性的个体数量与物种数量，这意味着 以旋转提供动能的移动方式其实是地球生物圈里最普遍、最常规的移动方式 。 每个鞭毛由鞭毛丝、鞭毛钩、鞭毛马达组成。鞭毛丝是螺旋状的空心管，通过短而弯曲的鞭毛钩连接在鞭毛马达上，鞭毛马达是20个蛋白质分子组成的步进电机，可以顺时针或逆时针转动，其能源是电化学梯度下离子的跨膜流动，转动方向由磷酸化控制，可在毫秒内切换。细菌鞭毛的能量转换效率可以超过60%。 纤毛是底部不旋转而尖端旋转的构造，能量转换效率同样很高。在多细胞生物中，栉水母至今还在以纤毛推进，该门级分类似乎已经这样延续了超过6亿年。一些栉水母的纤毛长达2毫米，如果你对螺旋桨的定义博爱一点，这就是地球生物身上的潜水艇螺旋桨了。 对多细胞生物来说，轮子与直升机螺旋桨和多足步行·扑翼飞行相比毫无优势。旋转构造本身在发育上可以解决，但自然界缺少平整的铺装路面，直升机的能效比更是难看。 这可以被人类自己佐证：南美洲土著知道轮子，他们能制造有小轮子的儿童玩具，但他们缺少大型家畜来拉动有意义的轮式车辆，所以他们的各种大规模工程建设都没有使用轮子。 经常被人们提出的“轮子在演化上有解剖学障碍，轮子的静态部分和旋转部分之间的接口怎么处理”其实并不难办。你可以参照现实存在的动物身上的自由旋转构造： 大部分双壳类和一部分腹足类的消化系统内有个结晶杆。它是在透明的糖蛋白外包裹着消化酶，由带有纤毛的囊不断分泌形成并延伸到消化道内，需要时可由纤毛推动 让其突出端在消化道壁上旋转刮擦来磨碎食物并释放消化酶。不同动物的结晶杆的旋转速度有差异。在饥饿或干燥的环境里，一部分双壳类会消化掉结晶杆来应急。 这是肉眼可见的自由旋转构造，正如过去许多学者想象过的那样没有血管、神经之类不能跟着自由旋转的连接物。 贻贝（俗称海虹、青口、薄壳，干制品叫淡菜）的截面图，“st”是结晶杆的横截面 如果地球上到处是极其平整的地面，你可以想象生物在蛋白质结晶或几丁质组成的轮轴与轴承的一侧长出一组负责分泌轮子或扇叶的腺体，分泌出蛋白质或几丁质的轮子/扇叶套在轴上，肌肉将其推出体外并驱动。滚珠和轮子/扇叶磨损后可以替换。 这种构造也可以为狂风呼啸的行星上自然诞生的生物组成风电机，让生物从气流中获取能量。 更简单的处理办法在罗伯特·索耶的《星丛》里展示过了： 你根本就没必要自己长个轮子，可以由共生生物组成你的轮子 。地球上有许多全身卷成环状或抱成团来滚动的生物，人们早已观察到灰球菌属真菌、风滚草、轮蜘蛛、等足目、若干毛虫、虎甲幼虫、多足类、一些螳螂虾、潮虫、平头穴螈、南非犰狳蜥、穿山甲、刺猬、犰狳的滚动行为，乃至一些三叶虫化石表现出滚动的姿态，还有滚粪球的蜣螂。你可以设想，在一个地面极其平整的地球上诞生的人类会驯化一种擅长滚动的动物，将木厢架在数个这种动物之间做成四轮车代替马车、用这种动物拖动滑橇代替狗拉雪橇等。 4、复合子单元脱离 Hive Mind 之后可能产生独立的我意识吗？ 按照《群星》游戏内的描述，蜂巢思维的人口没有自由意志，与蜂巢思维分离的个体不能正常运行。复合子个体被蜂巢意识塑造为有一定的自我意识，但同样没有自由意志。 在游戏内，蜂巢意识被表现为凌驾于个体之上的唯一整体（由玩家或AI势力扮演），和现实中的社会性昆虫截然不同。看起来，《群星》对各种格式塔政体的表现采用了意识广播说：没有来自外部的信号输入，格式塔人口的神经系统或计算单元不会正常运转。 如果题目对“独立”的定义是“有自由意志”，在游戏内要寻找这样的支持： “哪怕是最有自由意识的工蜂个体也无法抵抗”，可以解读为“工蜂个体是可能有相当程度的自由意识的，只不过被蜂巢意识所压制”。 按照我们对现实中人脑与非人动物神经系统的粗浅了解来分析的话，生物的神经复杂性只要达到了剑桥宣言谈论的支持意识的水准，就有可能通过后天学习、与外界互动而习得自我意识，但自我意识不一定有自由意志。 如果复合子个体的神经系统是接收蜂巢意识广播的天线、没有输入信号就不能执行功能，那么在脱离蜂巢意识之后复合子个体可能无法进行有效的学习和互动，也就无法习得自我意识。 无论如何，我们并未确定人自己有自由意志 。如果你对“独立”的定义是“和整体分开后，能形成个体的意识”，不关注自由意志的有无，那么在特定的情况下也许是有可能的——鉴于游戏内蜂巢意识可以通过科技发展掌握将其它物种同化的技术，按照我们在现实中的经验，对蜂巢意识相关的硬件基础进行逆向操作或介入（例如通过脑起搏器让脱离蜂巢意识的子个体的神经系统执行功能）应该是可能的。 如上，如果自我意识可以被技术有效地取除，你可以预期技术能创造自我意识。 此外，在蜂巢意识的控制下，子个体同样可以有一定程度的自由。 病毒不是“生物界必须要有的一环”，整个地球生物圈完全可以由“生活在极端环境中的一小撮细菌”组成，完全没有病毒域。 辐射合成细菌Candidatus Desulforudis audaxviator 可以在只有铀矿的辐射作为能源的环境下利用岩石和水中溶解的物质合成有机物并增殖，在南非地下1500~3000米深的矿井地下水中建立生态系。相关论文发表在2008年10月10日的Science杂志[1] 。辐射对该物种并非必需，且它们在作为化能自养生物的同时还可以分解同类的死细胞来回收材料。 Candidatus Desulforudis audaxviator 生活的环境里没有其它生物。它的环境耐性和能量获取途径允许它在太阳系的多个天体的地下生存，包括火星。如果人类用航天器将它们送过去，我们就得到了一个有生物圈的星球，其上只有1种活着的生物。在科学家检测的五吨地下水里，Candidatus Desulforudis audaxviator 的230万个碱基对只有32个突变过不止1次。 如果讨论独立起源的地外生物圈，病毒就更不必要了：地外生物将拥有和我们截然不同的分类。 如果你关注地球上现有的生态平衡，没有病毒的话，噬菌体对细菌的大量击杀需要别的东西来执行，或者等细菌内战。这事当然不是非得由现在这样的病毒来做。病毒对其余生物的击杀可以由细菌执行，在没有噬菌体的情况下，细菌能做的事比现在多。 不过，在地球生物圈存在的情况下，你无法期待病毒被永远排除。 病毒是非细胞结构的感染性因子。只要地球上有原始汤和其它生物使用的自我制造系统，就会允许非细胞结构的感染性因子存在。有证据证明，在现存生物的最后共同祖先（LUCA）诞生之前，病毒就已经存在并广泛地演化。现实中存在比病毒更简单的感染性因子（类病毒、拟病毒、缺损干扰RNA、朊毒体等），立克次体、植原体[2] 等细菌也不能在宿主细胞外复制。即使你在某个时刻消灭了所有的病毒，只要地球上还存在细胞生物，病毒还是可以随机地再次演化出来。 如果你关注地球生物圈的热力学状态，地球生物圈是处于非平衡态的。 参考 ^ Dylan Chivian, Eoin L. Brodie, Eric J. Alm, David E. Culley, Paramvir S. Dehal, Todd Z. DeSantis, Thomas M. Gihring, Alla Lapidus, Li-Hung Lin, Stephen R. Lowry, Duane P. Moser, Paul M. Richardson, Gordon Southam, Greg Wanger, Lisa M. Pratt, Gary L. Andersen, Terry C. Hazen, Fred J. Brockman, Adam P. Arkin, Tullis C. Onstott,"Environmental Genomics Reveals a Single-Species Ecosystem Deep Within Earth", Science, 10.1126/science.1155495 ^ phytoplasma，寄生于植物韧皮部的一类无细胞壁的原核致病菌
