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How we think complex cells evolved - Adam Jacobson

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    如果你能吸收吞并其他生物
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    然后因此得到它所具有的能力，这听起来怎么样？
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    想像你吞下一只小鸟，并突然得到飞的能力。
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    或者你吞下一条眼镜蛇
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    就能够吐出毒液。
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    在生命的历史中，
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    特别是复杂真核细胞的演化
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    像这样的事情是经常发生的。
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    一个有机体吞没另一个
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    它们合而为一，成为一个全新并有组合能力的新有机体
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    想想20亿年前
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    地球上唯一存在的有机体是原核生物
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    这是一种没有膜结合细胞器的单细胞生物。
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    让我们仔细看看其中三种
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    一种是巨大,简单的点状细胞
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    它们能够把其他有机体包在其细胞膜内
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    另一种是细菌。
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    它能透过光合作用将太阳能转化为糖类
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    第三种则是利用氧气将糖类等物质分解
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    并将一些有助生物活动的能量释放出去
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    这些细胞有时也会吞噬小的光合细菌
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    这些细菌在细胞内不断分裂
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    然而它们的存在被连结在一起
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    如果你碰巧遇到它，
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    你可能以为它只是一个有机体
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    以为这些绿色的光合细菌只是这巨大细胞的一部分
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    以为它要执行生命机能
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    就好像你的心脏也是你的一部分
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    它将血液运送到全身
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    这种细胞共存的过程，我们称之为内共生
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    也就是一个有机体住在另一个有机体内
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    但共生一事不仅于此
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    如果其他细胞也搬进来了会怎样呢?
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    那么，这样的细胞开始变得极为复杂
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    它们变大，且变得充满复杂的结构
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    我们称这些为叶绿体和线粒体
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    这些结构能一起利用阳光
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    制造出糖分
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    并且利用氧气分解糖分
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    这时也是氧气开始出现在大气层的时候
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    有机体吸收其他有机体
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    是一种生物进行适应
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    周遭环境变化的方式
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    这个小故事总结了生物学家的内共生理论
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    此为目前针对复杂细胞如何演化最好的解释
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    有很多证据支持此理论
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    但是让我们先看三个主要部分
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    首先, 在我们的细胞内，叶绿体和线粒体
    以非常相同的方式繁殖
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    就像古代的细菌。
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    顺道一提它们现在依然存在。
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    事实上，你若把一个细胞内的这些结构破坏了，细胞并不会产生新的结构。
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    它们并不能制造这些结构
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    这些细胞只能繁殖。
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    第二个证据是
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    叶绿体和线粒体都有自己的DNA和核糖体
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    它们的DNA都有环状结构。
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    这些结构和古老细菌的DNA有着明显的相似
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    并且也包含很多相似的基因
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    核糖体，叶绿体和线粒体的蛋白质组成机器，
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    也和古代细菌的核糖体有类似的结构
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    但是它们和在细胞的其他地方的
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    核糖体不同。
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    最后,想想在这吞噬过程中的细胞膜。
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    叶绿体和粒线体两者都有两个细胞膜包围
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    一个是内部细胞膜,一个是外部细胞膜
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    内部细胞膜含有特别的脂质和蛋白质
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    这些并不存在外部细胞膜中
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    为什么那么重要呢?
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    因为它们的外部细胞膜曾经属于巨大细胞
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    当它们在共生过程中被吞没时
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    它们被包在系统膜内，并被保留在它们内部
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    能够确定的是,相同的脂质和蛋白质
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    也在古代的细菌细胞膜中被找到
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    生物学家用这个理论
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    去解释了很多真核有机体的起源
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    比如说长在游泳池墙上的绿藻
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    有旋转尾部结构或鞭毛的巨大有核系统
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    吸收了绿藻，形成我们现在所谓的绿虫藻
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    绿虫藻可以进行光合作用
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    利用氧气分解糖
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    并能在池塘上游泳
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    用这理论推测，
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    这个绿虫藻中的叶绿体有三个细胞膜
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    因为在它们被吞没前已经有两个
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    这个共生的吸收过程
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    让有机体组合有用的能力
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    使它们能更加适应地球生活
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    结果是生物的种类能够
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    比它们是独立个体时还要多
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    这是演化的大跃进
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    所以现今，我们现在地球上能够看到
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    微生物、植物以及动物。
Title:
How we think complex cells evolved - Adam Jacobson
Description:
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:42

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