2021-09-30
“物競天擇，適者生存”，生命界的博弈是激烈而殘酷的，但也是智慧而包容的，今天就帶您領略生命競爭的另一種形態。
上篇我們說到，在地球生命誕生之初，世界上存在兩種生物—真細菌和古菌。一開始是古菌全面壓制真細菌，但后來有一支叫做藍細菌（藍藻）的真細菌發明了光合作用，由此產生氧氣。
氧氣對于早期的生命而言無比危險，差點讓地球的生命毀于一旦，這場慘烈的雙輸之戰被稱之為大氧化事件。我們的故事就要從這片劫后余生的廢土上說起。隨著幾波超級火山波沖破了休倫冰河期的億年堅冰，茍延殘喘的生命終于迎來了陽光的眷顧，而那個屠戮蒼生的元兇—氧氣，卻再也不可能從地球中消失。
舊日的幸存者們在新時代的第一課就是與死神共存，而在這一課中，真細菌又比古菌的速度快了一拍，有的細菌做到了化砒霜為蜜糖，開始利用氧化有機物來提供驅動生命的能量，這便是地球上最早的好氧菌，那些和祖先一樣死去的就是厭氧菌。但厭氧不代表坐以待斃，機會總是有的，在這混沌初開的地球上，氧氣雖然無處不在，但濃度其實也只能算聊勝于無。故而在好氧菌扎堆生長的地方，氧氣很容易被局部性地耗竭，這些地方也就順理成章成為了厭氧菌們的安全區之一。在這里厭氧菌與好氧菌相遇了。兩者相遇發現對方真是個人才，說話又好聽，都超級喜歡對方。厭氧菌無法徹底將有機物代謝為無機物，所以他們的生命活動就會產生許多諸如丙酮酸之類的簡單有機物。這些于厭氧菌而言不過是舉手之勞的代謝副產物，確實好氧菌的珍貴氧療，就這樣好氧菌與厭氧菌，這對舊時代的冤家成為這新時代的涸轍之鮒，相濡以沫、共度時艱。
隨著互助的不斷深入，更有創意的共生關系也逐漸衍生出來。比如在18億年前，有那么一些古菌，他們是為了保護自己最容易受氧氣破壞的DNA，故而將自己的一部分細胞膜內陷形成內膜系統，構建成一個叫做“細胞核”的結構，盡自己最大的可能將自己脆弱的DNA與外界隔絕起來。而這么做所帶來的副產物之一，就是這個古菌的細胞內部被這些內膜系統分割出許多的小房間。時間一長，竟然有些受夠了外界環境毒打的好氧菌鉆進了這個古菌體內，成為這個小房間內的房客。正所謂細菌永不為奴，除非包吃包住，在這里不但可以得到古菌內膜系統的庇護，還能第一時間獲得代謝產生的小分子有機物養物，于是這些好氧古菌再也離不開了。反過來對古菌而言這波更是不虧，這波寄宿的好氧菌不但幫他們消耗掉麻煩的氧氣，而且還能將他們有氧呼吸產生的巨大能量當房租一樣上交，這種互利關系被科學家稱之為被共生。
演化規律告訴我們，一個物種一旦分裂為二，他們就只會漸行漸遠，但生命從來處處都是例外。隨著億年又億年的演化，這個古菌與其共生的好氧細菌不斷鞏固著睦鄰友好關系，深化互利合作與協作，實現共同發展與繁榮。這對在生命之初即分道揚鑣的兩大家族的后裔，最終竟然合二為一，他們的代謝體系乃至DNA都合二為一，創造出一種全新的生命形態，我們稱之為真核生物。看看今天的世界，你、我、乃至世間的一切動物、植物、真菌等都是真核生物，這個族裔構成了我們現在所見的一切宏觀的生命形態。直至今天，細胞的外在結構總體上依舊是當初那個古菌細胞的延伸，而寄宿于古菌之內的那個細菌的后代也依然在我們的細胞中繁衍不息，只不過我們今天將其稱之為線粒體。在上一期，我們介紹了那個遙遠的“紫色星球”的爭霸故事，細菌和古菌誰贏了？現在答案已經昭然若揭，勝利既屬于古菌也屬于細菌。這不是一場廝殺后的成王敗寇，而是一場劫難中的患難與共，涅槃重生，只不過在勝利者的輝煌下必有無數敗者的哀嚎。內膜結構搭配上線粒體的強勁能源，讓真核生物的細胞可以擴大到細菌和古菌或者說原核生物細胞的數萬倍大小。在絕對的體型優勢和更復雜的細胞結構的支持下，真核生物創造出了許多前所未有的行為，比如胞吞，通俗一點講就是把別的細胞一口吞進體內消化掉，徹底褫奪其全部的營養。在那一刻，弱肉強食成了地球生命的主旋律，而生命的貪婪也在絕對實力的加持下醞釀著新的革命。
大約在16億年前，有一個真核生物像往常一樣吞噬著周遭的細菌和古菌，然而當他吞下一個藍細菌（藍藻細胞），不知道什么原因，這個藍細菌并未向別的獵物一樣被消化掉。相反，這個藍細菌就和當年內共生于古菌體內的好氧菌一樣，開始在那個真核細胞內部分裂、繁殖，并繼續像以前一樣進行光合作用。那一刻，真核細胞與藍細菌達成了新的同盟，從此真核生物第一次掌握了光合作用。而那個被吞入的藍細菌的后代，也有了一個新名字—葉綠體。以此為起點，以綠藻和紅藻為代表的真核光合作用者登上歷史舞臺，成為十幾億年間地球氣候的變化的最主要推手。但綠藻并沒有讓內共生的吞噬游戲就此結束。在距今5.4億年前的寒武紀，又一單核真細胞生物吞噬了綠藻，于是他的后代演化成了裸藻；在距今約4.5億年前的奧陶紀，又有一單細胞真核生物吞噬了紅藻，于是他的后代演化成了褐藻和硅藻；在距今約2.4億年前的三疊紀，又有一單核真生物吞噬了紅藻，于是他的后代演化成了甲藻；更有甚者，還有一單細胞真核生物吞噬了紅藻演化成了隱藻。總之，今天絕大多數被我們稱之為“藻類”的生物。其中相當一部分的“葉綠體”都不是祖傳的，所以那些所謂構造簡單的浮游生物、單細胞的“原核生物”，其實絕不簡單，更不原始，他們經歷了比動物、植物更漫長、更殘酷的生存競爭，才成為掌握生存演化套路的“開路先鋒”。
就這樣，真核生物得到了他們所能擁有的一切，而原來霸占著地球的細菌和古菌，則開始逐漸淪為了真核生物的食物與病原體。從此，一個能和真核細胞正面硬剛的也只有另一個真核細胞。而真核生物又在漫長的演化中認識到一個細胞的能力是有限的。于是越來越多的真核生物決定我不做單細胞生物了，這些細胞每次分離產生的后代細胞不再馬上分開，而是彼此黏連在一起，形成一個體型更大的整體。通過激活和抑制自己的不同基因，真核生物將多細胞的分工與組織推進到了全新的境界。由此，生命從單細胞時代進入到了多細胞時代，演化游戲馬上就要進入到他的3.0版本。在距今大約8億年前，如今一切的動物、植物、真菌、藻類等等新玩家的多細胞祖先均已到場。然而就在多細胞生物躊躇滿志、秣兵歷馬之際，一場末日天災卻意外地降臨了。而在這場浩劫中，藍藻又會扮演著什么角色？
