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
宗教已经过时了,死了以后再活,这是要多低的智商才会相信这种鬼话
气功大师都是有意无意的骗子,成仙成佛只在传说中,静态永生 实是死亡的代名词
唯一有现实性的成道捷径只有 主动进化动态永生

微信搜索 海云青飞 关注公众号

你有关宇宙奥秘,生命进化,人生成功,感情困惑,心理问题,家庭教育等,都可以得到超越时代的指引

海云青飞 主要作品:《直立人归来》 - 《修行是最大的骗局》 - 《悟道进化生物学》 - 《悟道相对论》