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环境改变命运03
2023-07-07 | 阅:  转:  |  分享 
  
环境改变命运共同祖先的后代繁衍了3亿年早期生存环境再次日趋恶化或许是营养物质的日渐减少原始生命再次面对命运的抉择面对每天迎面而来阳光如何有效
地获取营养成为每日劳作必备的技能一些“智慧”的原始细菌(蓝藻)选择阳光作为能量之源合成生命所需的营养物质演化出最早的生命工厂“光合
作用”▼◤?海水中生活的藻类进行光合作用、诱发赤潮@NASA但是早期光合作用仅仅提供能量并不能直接生成氧气?30~25亿年前氧气有
毒光合作用又经过了数亿年后一些生活在海洋表层的蓝藻每天面对剧烈的阳光曝晒痛定思痛、演化出新的生存战略仍然选择太阳光作为能量来源以水
为还原剂将二氧化碳转化为两个部分一部分是糖类、为自身提供养分另一部分是氧、作为副产品排放出去在局部浅水地区形成含氧气的小环境类似于
沙漠中绿洲科学家称之为“氧气绿洲”。(Oxygen Oasis)这些氧气悄悄改变着自然环境长期习惯厌氧环境的原始生命此时、氧气却是
有毒的▼?24.5~22亿年前提高效率——有氧代谢亿亿万只蓝藻经过亿万年孜孜不倦的光合作用吸收二氧化碳、排出氧气终于结出累累硕果氧
气开始充填早期大气层此时的大气氧浓度激增至现代大气含氧量的1%科学史称“大氧化事件”生存环境发生了剧烈变化在有氧环境的持续激发下原
始生命由最初讨厌氧气渐渐地爱上氧气毕竟氧气的加入能显著提高生命效率有氧代谢的能量利用效率远高于厌氧发酵生存方式(大气含氧量演化示意
图)▼注释:从有机体的代谢来看,有氧代谢的能量利用效率远高于厌氧发酵,即氧化为食物链的延伸提供了能量学基础。换言之,与无氧食物链相
比,有氧食物链能支撑更多的营养级,于是,有氧食物链的延伸为生态系统食物网的复杂化提供了重要的能量学基础。?24~21亿年前地球经历
了大冰河事件▼◤大冰河事件想象图@ESO对于占据海洋的原始生命来说(细菌和蓝藻)这次严寒无疑是一场沉重的打击当温度持续降低时寒冷会
冻结生命体造成大批原始生命消亡而一些坚强的蓝藻却在恶劣的环境中演化出新的生存技能生成特殊的抗冻物质来保证自身生命机能的运转还有一些
细菌学会了休眠以求度过难关▼◤河流被冰雪覆盖@NASA?21亿年前真核细胞自然环境开始转好大气中含氧量较为稳定原始生命经历过天寒地
冻的磨砺后一些贪婪的大体型原核细胞开始放弃自我生产有机养分转而张开自身较大的细胞膜悄悄包裹(捕食)其他小体型细胞以这些细胞有机体作
为食物汲取营养、养肥自身然而小体型细胞亦不甘心束手就擒为了防止被猎食早已进化出一层“保护膜”。直到某个阳光明媚的午后大体型细胞再次
捕获到小体型细胞但摄取小体型细胞的行动却失败短暂的猎食演化为永恒的共生捕食者与被捕食者发生了共生关系一类小体型细胞能够进行光合作用
能为大体型细胞提供原料渐渐演化为叶绿体另一类细胞能够进行有氧呼吸并为宿主细胞提供能量慢慢演化为线粒体(真核细胞演化示意图)▼注释:
内共生学说认为原始真核细胞吞噬后细菌后,两者形成互利的共生关系,也既线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。终于经
过无数次的“演习和实验”细胞核也开始形成发育生命的一小步(第一步)真核细胞在激烈的生存环境中诞生了它是组成高等级生命的基本单元标注
着生命演化进入新的阶段▼?注释:大气含氧量是真核生物诞生的外在环境基础。真核生物中有一种特有的细胞膜(类固醇)、这个细胞膜含有一定
组分的氧酶(Oxygenases),氧酶在低于现今大气含氧量0.001%就不起作用。也即,当时大气含氧量必须高于这个水平。2.基因
证据也表明:真核生物可能是细菌与古菌的融合体,有研究证据显示线粒体和叶绿体都有自己的DNA,但是,线粒体最近的亲戚竟然是一种能引起伤寒的细菌——普氏立克次体,而叶绿体的DNA居然与蓝细菌一样。
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(本文系ldtsg1957首藏)