生命的多樣性:多細胞生物的源起(the origin of multicellular organisms)-上
生命的多樣性:多細胞生物的源起(the origin of multicellular organisms)-上
長庚大學生命醫學系周成功教授/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯
在地球上出現的最早的生命型式大約在35億年前,原始的生命必然是以單細胞的型式存在。對單細胞生物而言,許多細菌最多只能在一起以形成菌落。它唯一需要知道的只是長或不長,而沒有什麼複雜的發育程式可言。單細胞生物在地球上寂寞地等待了近三十億年,才開始有多細胞生物的同伴出現。多細胞生物為什麼會出現?二個以上的細胞結合在一起生活有什麼好處?如果多細胞的結合真有什麼了不得的好處,為什麼在他們出現前的二十多億年間,無跡可尋?
就有限的食物供應來說,許多細胞在一起其實比起單細胞來說是不利的。因此要讓多細胞生物出現有二個條件,一是單細胞的基因必然先要發生某些變異,使得細胞與細胞間能夠有效地結合在一起。第二個條件則是外界環境的改變,有利於這種多細胞的生存。譬如說:多細胞生物最外層的細胞可以形成保護層,使得內部細胞不容易受到環境的傷害。或是說外層細胞可以讓個體移動,在惡劣的環境裡更容易找到食物。
因此我們可以想像,有一個細胞基因發生了突變,當它分裂成二個細胞,這二個細胞居然不能像其他細胞分裂後就各奔東西,而”被迫”粘合在一起,恰好又碰到某種災難,使得這些”有伴的細胞”如魚得水,活得比那些落單的兄弟們更好,於是這些變異種就保留下來,成了最早多細胞生物的芻型。細胞與細胞間的結合是多細胞生物能夠產生的先決條件,但不同形態的細胞可以發展出不同的結合方式,譬如那些能夠行光合作用的細胞,它們能自食其力,因此最關心的課題是自身的安全,這些細胞產生一層堅固的細胞壁來保護自己,他們也就利用細胞壁固著在一起形成了植物前身。
但是那些不能行光合作用的細胞,必須靠捕食其他為生,就決不能有硬殼,這些細胞就只能透過蛋白將彼此粘合在一起,這些生物不但靠捕食〝他人〞為生,還得時時刻刻防止被他人捕食,因此他們必須具備敏捷的行動與偵測外界環境變化的能力,往後就成了動物的前身。當然還有一群細胞,自己不能行光合作用,但又用厚重的細胞壁把自己保護起來,他們必須只能「寄生」,透過分泌一起酵素去分解宿主的身體以取得養分。這些生物日後就逐步演化成今天的「真菌」!
相關閱讀:生命的多樣性:多細胞生物的源起(the origin of multicellular organisms)-下。
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