王昊

摘要：從原核細(xì)胞到真核細(xì)胞，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能都產(chǎn)生很大變化，從進(jìn)化角度分析，這種變化是怎樣產(chǎn)生的？查閱了相關(guān)資料后，從兩個(gè)方面對(duì)原核生物到真核生物的進(jìn)化進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：原核細(xì)胞 真核細(xì)胞 生物膜系統(tǒng) 分裂方式

學(xué)習(xí)了生物進(jìn)化后，筆者對(duì)真核生物的出現(xiàn)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的好奇心。從進(jìn)化的歷程看，生物進(jìn)化的順序是從低等生物到高等生物。真核生物在原核生物之后出現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)和功能更為復(fù)雜。那么，從原核生物到真核生物，從結(jié)構(gòu)到功能，生物發(fā)生了怎樣的變化呢？查閱了相關(guān)資料后，筆者淺顯地歸納了下面兩點(diǎn)。

一、生物膜系統(tǒng)的進(jìn)化

原核細(xì)胞中的生物膜只有細(xì)胞膜。真核細(xì)胞除了細(xì)胞膜外，還有細(xì)胞器膜、核膜。因?yàn)檫@些膜在成分上很相似，功能上也有聯(lián)系，因此我想它們是可以相互進(jìn)化的。那么，如此復(fù)雜的生物膜系統(tǒng)是怎樣進(jìn)化而來(lái)的呢？

大多數(shù)人認(rèn)為，細(xì)胞膜內(nèi)褶皺形成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)一步曲折，把核區(qū)包裹起來(lái)形成核膜。然后原始內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可進(jìn)一步分化為高爾基體、溶酶體等細(xì)胞器。這種觀點(diǎn)可以解釋各種生物膜的組成成分和結(jié)構(gòu)的相似性，并能解釋單層膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞器的特點(diǎn)，以及核膜為何是雙層膜結(jié)構(gòu)。然而，此觀點(diǎn)仍存在不足，因?yàn)檎婧思?xì)胞中存在著兩種特殊的細(xì)胞器——葉綠體和線粒體，他們不僅是雙層膜結(jié)構(gòu)，而且存在遺傳上的獨(dú)立性，即含有少量的DNA，這又如何解釋呢？

我記得有一道題目中提到過(guò)“葉綠體是藍(lán)藻和細(xì)菌的共生體”，這句話給了我很大的啟發(fā)。于是我查了相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)確有此說(shuō)，就是美國(guó)學(xué)者M(jìn)argulis提出的“內(nèi)共生學(xué)說(shuō)”。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為，較大的原核細(xì)胞可吞入其他較小的原核細(xì)胞，它們便產(chǎn)生了共生關(guān)系，以后逐漸特化為其中的一種細(xì)胞器。例如，被吞入的需氧型細(xì)菌可變化為線粒體；被吞入的具有光合作用功能的藍(lán)藻則變?yōu)槿~綠體，如此，便逐漸完成了向真核細(xì)胞的進(jìn)化。

二、細(xì)胞分裂類型的進(jìn)化

了解相關(guān)信息后，我知道原核細(xì)胞的分裂方式為二分裂。當(dāng)其分裂時(shí)，復(fù)制后的DNA隨細(xì)胞膜上的間體彼此分開；同時(shí)，細(xì)胞中部的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁向內(nèi)生長(zhǎng)，形成隔膜，將細(xì)胞質(zhì)分成兩半，形成兩個(gè)子細(xì)胞。

真核細(xì)胞則進(jìn)化出有絲分裂、無(wú)絲分裂和減數(shù)分裂三種分裂方式，其中基本的分裂方式是有絲分裂。與二分裂不同的是，有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中都有染色體的出現(xiàn)，在細(xì)胞分裂間期，以絲狀的染色質(zhì)的形式散漫的分布在細(xì)胞核中。當(dāng)進(jìn)入分裂期后，絲狀的染色質(zhì)便高度螺旋化，形成又短又粗的桿狀染色體。細(xì)胞分裂結(jié)束后，染色體會(huì)解螺旋，重新成為絲狀染色質(zhì)。從二分裂到有絲分裂、減數(shù)分裂，這樣的變化具有深刻的意義。

細(xì)胞的分裂方式雖然不同，但一般都是將帶有遺傳信息的DNA均等分配到子代細(xì)胞中去，以保證遺傳的穩(wěn)定性。顯然，在細(xì)胞分裂時(shí)，桿狀的染色體比散亂分布的線形DNA更有利于被均分。并且，有性生殖的生物在減數(shù)分裂過(guò)程中，還實(shí)現(xiàn)了基因重組，增強(qiáng)了生物變異的多樣性，使進(jìn)化速度明顯加快。

總之，從原核生物到真核生物，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能不斷地完善，這使得生物的適應(yīng)性、變異性更強(qiáng)。正是因?yàn)檫@樣，生物界才充滿了異常的神奇色彩。