“我从哪里来?”,这个问题和“我是谁”“我到哪里去”并列为哲学上的三大基本问题。自有文明以来,人们从不曾放弃对自身来源的探索。千百年来,无数文人墨客、才子佳人为之付出了鲜血与生命——好在这种事情只发生在蒙昧时代,现在人们只需要付出时间和头发就可以了。目前,经过几十代人的努力,科学家们基本把这个问题解答到了“我们从原始真核生物演化而来”这一步,但真核细胞的起源仍然扑朔迷离。
2022年,来自巴黎大学萨克雷分校的生物学家López-García与同事们一起踏上了继续探究生命起源的旅程。为此,众人前往了世界上气候最为干燥的地方之一——灌木丛生、砾石遍地的南美洲阿塔卡马沙漠北部的高原地带。那里不欢迎访客,但可能拥有关于复杂生命起源的线索。群山和沙丘的包围之下,存活着温暖而苦咸的小水池。
氰基细菌和古细菌组成的菌毯,像千层饼一样,一层又一层——对于它们而言,那可能是沙漠之中难得的绿洲。
López-García将其称之为“原初之森”,意即早在地球物种大爆发之前便存在的“复杂”生态系统。科学家们现在用这些微小的生态系统来模拟远古的生态系统,因为它们产生的时间肯定不晚于真核生物首次出现。菌毯可能模仿了早期地球上产生真核生物的条件。
这种一把屎一把尿的关系,科学上称之为“互养共栖”或“营养共生”。López-García表示,这种临时性的互利共生关系可能随着时间的推移逐渐稳定下来,并演化为永久性的关系——约炮约到白头偕老,大概就是这种感觉吧。在这种环境下,不同种微生物的个体可以彼此嵌套在一起,形成一个较为稳定的主体。科学家们怀疑,这种主体就是早期复杂真核细胞的雏形。
在漫长的历史中,这种最原始的“细胞”逐渐占据了主流生态位,茁壮成长为稳定的真核细胞,而分工不同的真核细胞又以类似的方式联合起来,最终变成了如今多种多样的宏观生命。这个过程被称之为“真核发生(eukaryogenesis)”。