發表日期 3/16/2022, 9:00:22 AM
前段時間看到有位網友提齣“大腦有沒有可能是一種寄生生物?”
首先,大腦肯定不是寄生生物!為什麼這樣說?最核心的證據就是,腦細胞和其他體細胞擁有完全一緻的全套基因組。而無論是寄生還是互利共生等,都是要求兩種生物,即便是內共生,也必須有兩套基因組。
今天我就從生物鑒定的標準以及寄生角度來說說這個話題。
01,從 生物鑒定的金標準來看
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以我瞭解較多的綫粒體為例
綫粒體跟人類基因組完全兩碼事。綫粒體基因組長度16569,編碼37個基因,主要是呼吸鏈相關的;人類核基因組長度30億,編碼2-3萬個基因,包括全部內容。
二者從序列上沒有同源性!而腦組織和其他組織的基因組都是人類核基因組
現代生物學分類鑒定的金標準就是根據基因組而非外形特徵,因為過去很多分類方法容易齣錯就是這樣,有的長的不同其實是一個屬,有的長的很像其實分類很遠。比如長的像老鼠的樹��其實是人類近親,而藏獒和茶杯狗看起來完全是倆物種,但是連生殖隔離都沒有。
既然基因上大腦跟人體其他組織一緻,那麼,明顯這是同一種生物。
02, 從寄生角度 看
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一、人是由受精卵發育起來的,如果寄生,何時入侵感染的?
二、人體所有器官性狀都是由23對染色體編碼的,代代如此,個個如此(唐氏例外),如果是寄生,不會整閤到基因組的
三、神經係統非常古老,而且並非突然齣現,隻是多細胞生物功能多樣化的結果
最後,你提到內共生假說,其實,內共生和寄生完全是兩碼事。一些基因是可以被我們吸收被整閤掉,但是一旦整閤瞭,那麼就形成瞭新的係統,不再分彼此,服從整個係統的錶達調控。就像,你把綫粒體單獨分離齣來,無法還原成最初的細菌和最初的生命。
要說人體寄生,蛔蟲,血吸蟲纔是典型的寄生。並非天然産生,而是在後天形成的。
順便說一下,這其實有點悖論,如果是兩種生物,那就是寄生,如果其中一種被整閤掉瞭,那麼,就不再是寄生瞭,而是變成同一種生命瞭。這種情況倒是非常常見,我們基因組裏就有很多這樣的印記,比如數百萬年前入侵人類基因組的病毒改變瞭人類胚胎乾細胞中基因的開啓和關閉模式 。
03,補充之一――內共生假說
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內共生假說就是說綫粒體和人細胞本身是各自獨立的,最後前者被吞進細胞後成為細胞的一個細胞器,但還擁有自己的一套DNA
內共生的證據就是綫粒體有自己獨立的DNA,以及其雙層膜係統。
但是綫粒體並不能獨自存活,雖然它可以閤成37個基因,但是其他必需的基因,比如閤成機器等都需要體細胞來幫它閤成。沒有體細胞,綫粒體就是死路一條。所以可以形象地認為是一國兩製。
就比如綫粒體和葉綠體就是內共生。之所以說它們是內共生,難道僅僅是因為一個能發熱一個能吸光?當然不可能瞭,要是它倆特殊,那高爾基體還是個高級技工,內質網還具有高級膜法,核糖體更是新東方廚師,那為什麼麼我們從來都不提他們是內共生呢?就一個根本原因,葉綠體和綫粒體有自己的一套基因組,這套基因組跟人體和植物體完全不一樣,反而是跟細菌非常類似(環形DNA,70s核糖體,其實氨基酸是N-甲酰甲硫氨酸),所以纔會有內共生假說。
以下是猜測其形成過程。我認為,前提有二
一,那個時候,地球還是單細胞生物。這個理由嘛,就是如果是多細胞,吞噬瞭綫粒體,就無法保障每個細胞都擁有綫粒體瞭。
二,綫粒體和體細胞已經齣現瞭各自獨立的界,綫粒體屬於細菌界,體細胞屬於真核界。這個理由主要是依據二者基因組不同。
這個時候,綫粒體就是一個狂熱分子,瘋狂的製造能量,而且繁殖快。
體細胞呢,這個時候已經是具有較高級功能的細胞瞭,他們不像綫粒體那樣隻為瞭生産能量,而是均衡瞭自己的功能,比如有的負責産熱,有的負責吸收,有的負責代謝,有的負責閤成,還有執行其他功能的。
有一天,有一個體細胞突然一不小心吞進瞭一個綫粒體,這個非常常見。因為細胞就是靠胞吞來吸收較大的物質的。
然後,進去,可能這個細胞的消化能力一般,畢竟它是個全能選手,不可能單獨去進化齣很牛逼的消化功能(全能代錶著全麵發展而非偏科)。然後二者一瞅,呀,互利共生。綫粒體這個偏科王子提供能量,至於如何獲取糖脂蛋和閤成蛋白,就不用他操心瞭,而體細胞提供給他所有的東西,然後汲取能量。
於是二者從此過上瞭幸福的生活。
04,補充之二―― 為什麼體細胞沒能直接整閤綫粒體基因組
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這也是我上述內共生的依據之一,就是DNA。
我提齣瞭分界理論,就是因為,綫粒體的DNA跟細菌類似,而體細胞的DNA則不然。這裏的類似可不是隨便說的,而是二者在堿基組成,RNA組成以及使用密碼子上的物種差異,這是屬於細菌和真核生物的差異。
我認為沒有整閤的直接原因就是基因組太不一樣瞭,不好整閤。而病毒基因組可沒那麼大。至於消化成堿基,肯定有n多綫粒體祖先這麼被消滅瞭,隻有一個被保留瞭。
05,補充之三―― 關於綫粒體母係遺傳
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有人問到為什麼要消滅掉父係的綫粒體。其實,嚴格意義上講,並未消滅。
一來,精子攜帶的綫粒體太少瞭,跟卵細胞比起來,九牛一毛,所以被稀釋瞭
二來,有證據錶明,至少在受精卵時期,體內仍可以找到來自父係的綫粒體。之後哪去瞭,應該是被降解或者稀釋瞭,但也有一例病人其體內綫粒體齣現瞭父係的。
這在生物學上叫做綫粒體異質性,父係來源是一個非常非常小的原因。