植物的叶绿体怎么来的？阿西莫夫
绿色植物是如何形成的
两组科学家对绿色植物演化的详细过程有着不同的意见
这是一个大问题，因为绿色植物利用阳光的能量可把简单物质，即二氧化碳、水和矿物质，转化为复杂的物质从而构成植物组织。所有动物（包括人类）直接或间接地依赖植物组织生存。动物以植物为生，或以食植物为生的其他动物为生
绿色植物在利用简单物质来形成它自己的组织时会放出氧气。大气层中的氧气就是这样形成和维持的。所有动物（包括人类）呼吸的也正是这些氧气，氧气维持着我们的生命
因为绿色植物送给动物界（包括我们）食物和氧气这样的厚礼，因此能够解释它们的形成原因的任何理论都会引起我们极大的兴趣
所有绿色植物和动物都是由被称为“细胞”的微观单元构成。细胞虽然非常小，但却有一个复杂的结构，是由被称为“细胞器”的更小的结构所组成
例如，所有细胞都有一个含有遗传性质的“核”，遗传物质能使细胞繁殖并保留它们的特性；它们有“线粒体”，食物分子与氧气在那里相结合产生能量；它们有“核糖体”，每一个细胞的特殊蛋白质分子就在那里形成等等
绿色植物细胞具有一个动物细胞所没有的线粒体。另外，绿色植物有“叶绿体”，它具有利用阳光能量形成食物和氧气的能力，从而使动物界能够生存，这也是动物细胞所没有的
构成植物和动物的这些复杂的小细胞是如何演化和何时形成的呢？
研究化石记录和生命形式早期发展的科学家认为，构成植物和动物的第一个复杂类型的细胞形成于14亿年前。地球到那时已经存在了 32亿年，因此那些初始细胞已经历了一个非常长的演化时期
在这些细胞出现之前，还可能存在比较小和比较原始的细胞，它们曾经作为生命的唯一形式存在了20多亿年。这些小的原始细胞现在仍以细菌的形式存在。细菌非常小，以至于1000个这样的细胞才能充满一个典型的植物或动物细胞
细菌细胞不像植物和动物细胞那样含有丰富的细胞器，它们有不同的种类。一些科学家认为大约在14亿年前，不同种类的细菌细胞相结合，成为组成更加复杂的植物和动物细胞。当细菌专门进行遗传控制时，细胞核就随之产生。线粒体是专门形成能量的细菌细胞；核糖体是专门使蛋白质繁殖的细菌细胞等等
特别是叶绿体曾经是专门利用阳光来产生能量的细菌，这种生物今天仍然存在，叫“藻青菌”
但是，藻青菌与叶绿体在一个方面不同。绿色植物的叶绿体含有两种非常相似的关键物质，它们分别是“叶绿素a”和“叶绿素b”，对收集阳光至关重要。然而，藻青菌仅含有叶绿素a。这也许是由于在叶绿素细胞形成后，它才演化出叶绿素b作为第二种成分
1985年研究人员在荷兰的一些池塘中发现了一种称为原绿毛菌的藻青菌，它们的确含有叶绿素a和叶绿素b。这种类型似乎可能是原来藻青菌的后裔，后者最后演变为在绿色植物细胞中所发现的叶绿体
为了验证这种想法，需要对原绿毛菌和叶绿体的细小分子结构进行研究，以便观察它们之间的相似程度
得克萨斯州A&M大学的克利福德·W·莫登（Clifford W. Morden） 和苏珊·S·戈尔登（Susan S. Golden）研究了一种在原绿毛菌和叶绿体中都存在的主要蛋白质。他们发现两者的蛋白质有非常重要的相似性，同时这种特性使这两种细胞与其他藻青菌有明显区别。这似乎说明原绿毛菌和叶绿体有一个共同的祖先
然而，印第安纳大学的肖思·特纳（Sean Turner）和其他人通过研究原绿毛菌与叶绿体内的核酸，发现了它们之间的不同之处，这似乎又说明两者并没有亲密的关系
显然，仍需要做更多的工作去验证
分析这些分子所使用的技术不仅被用来解决这个特殊问题，而且也能用来研究细胞总体的演化过程
新疆域 FRONTIERS
[美]艾萨克·阿西莫夫 著上海科技教育出版社 1999.12
扫描，校对：异调
地球科学新疆域（FRONTIERS OF EARTH），孟庆任 译
绿色植物是如何形成的
http://www.oursci.org/archive/lib/frontiers/3f08.txt
2009-03-07
海云青飞，生命进化规律破解者
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