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[24]所谓氢键，可以粗糙地理解为两个原子在争夺同一个氢原子，互不相让，结果被这个氢原子连在了一起。比如在肽键里面，就是羧基上的氧原子和氨基上的氮原子在争抢同一个氢原子。但这种“争夺”靠的是这些原子上微弱盈余的电荷，所以氢键通常比较弱，弱于一般的化学键，但仍明显强于分子间的其他作用力，能够强烈影响物质的状态和稳定性。比如水能在地球表面的温度下保持液态而不至于沸腾，就是因为水分子之间能够形成强烈的氢键，大大提高了水的沸点。
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[25]如果有读者好奇这是怎么回事，那我们可以粗浅地这样理解：肽键是一个碳原子和一个氮原子之间的共价键，在图示上看起来只是共用了一对电子而已，就好比两粒山里红被一根竹签串成了糖葫芦，每一粒山里红都应该能够自由旋转才对。但实际上，氮原子本身还有一对闲置的电子，这对闲置的电子也会部分地溜到碳原子上“放松放松”。这样一来，氮原子和碳原子就近乎共用了两对电子，就好比两粒山里红被两根平行的竹签穿起来，当然谁都不能自由扭动了。至于周围的四个原子，那是因为共价键本质上就是共用的电子对，而电子对与电子对当然会强烈地彼此排斥，相互之间保持特定的角度。现在那“两根竹签”一下锁定了两个电子对，其余的电子对仍要保持特定的角度，当然也跟着被锁定了。
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但是，碳原子或者氮原子如果以两者之间的碳氮键为轴，扭转180°，那也仍然能让所有共价键保持恰当的角度，所以肽键其实可以有两种，一种是文中图示里的，氮原子连接的碳原子和碳原子连接的碳原子分别处于碳氮键的两侧，称为“反式”，另一种就是氮原子连接的碳原子和碳原子连接的碳原子都在碳氮键的同一侧，称为“顺式”。不难发现，如果顺式和反式的肽键随机出现，那么多肽链的三维形态仍然是不确定的。
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幸好这些肽键是由核糖体催化出来的。我们已经在正文里的“三种工具”那一节看到过，氨基酸是顶在转运RNA的大腿尖上，在核糖体深处的狭小空间里被迫缩合出了肽键，那里的三维关系让最后形成的肽键几乎全都是反式的，顺式肽键的总比例连1/1 000都不到。所以绝大多数多肽链从头到尾都不会有一个顺式肽键，三维形态也就高度可控了。
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[26]这样的蛋白质被称为“分子伴侣”（chaperone），我们把它翻译成“伴侣”，但实际上，这个单词的本意是“管教保姆”。在欧洲近代，年轻贵族女性在出入社交场合时，往往会有一个亲近的女性长辈敦促她守规矩、讲体统，这个女性长辈就被称作chaperone。而分子伴侣也专门在特定的蛋白质合成的时候结合上去，利用分子间作用力等机制帮助它们正确折叠。
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[27]实际上，如果严格追究起来，也存在同一种蛋白质能在不同条件下折叠成不同形态、行使不同功能的复杂情况，但这并不违背正文的表述，所以这里仅作为细节补充提示一下。
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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ [:1700256307]
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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ 第七章不可思议的亲戚
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细菌、古菌与真核细胞
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在之前的两章里，我们是在普遍的细胞里寻找共性，由此推测末祖的特征。而在这一章里，我们要梳理今天一切物种的进化关系，向前追溯40亿年，试着直接重构末祖的样貌。
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今天的生物多样性已经达到了不可思议的繁荣，这个任务因此听上去也艰巨得不可思议，但实际上，这些不计其数的物种都可以收纳在三个基本的类群里，其中，又只有较小的那两个类群直接源自末祖，这就消解了大部分的工作量。
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然而当我们仔细比较这两个类群，又会发现一连串的疑问，这让末祖看起来极其怪异，为此，更多领域的学者也投入了对生命起源的研究。
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在上一章里，细胞的代谢和遗传都给我们留下了许多谜团，但我们也不再困惑于“先有鸡还是先有蛋”的问题，明白了负责转录和翻译的RNA虽然在不同的生物身上有不同的细节，却十分明显地源自同一套进化原型，就像不同的鸟有不同形状的喙和不同长度的腿，但毫无疑问都来自同一套进化原型。
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这就给我们的回溯之路带来了重要的灵感：比较今天的各种鸟类，可以重建鸟类的进化历程，最终推知鸟类祖先的特征。譬如通俗地讲，尖嘴广泛分布在鸟类的各个类群中，而只有鸭、鹅、雁长着扁嘴，鹈鹕长着兜子嘴，火烈鸟长着梳子嘴，琵鹭和勺嘴鹬长着古怪的勺子嘴。因此，我们有理由认定鸟类最初就长着尖嘴，而其他新奇的嘴型都是后代类群各自特化的产物。
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那么，我们是不是也可以比较各种各样的细胞，由此重建细胞的进化历程，推知所有细胞的祖先该有怎样的特征呢？
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当然可以。比较后代的特征，推测祖先的特征，这正是铺展回溯之路最直接的方法，正是凭借这种方法，我们找到了一条至关重要的线索，将探索之路和回溯之路贯通了起来。但这条线索也实在来之不易，我们踏遍这颗星球的种种奇境，才找够了末祖留下的古怪后代。
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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ [:1700256308]
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·奇境里的微生物·
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在西半球，北美西部的群山是亿万年来板块俯冲挤压的产物，地幔中的热柱在怀俄明州的地下升腾而起，蓄积成暗流涌动的巨型岩浆房。210万年来，这里发生过3次超级火山喷发，每每撼动整个西半球的生态。但它们在今天看起来平静安详，河流、峡谷、山岭、温泉、瀑布、熔岩，到处都是奇特风景，黑熊、野牛、驼鹿、叉角羚、大角羊、美洲狮，数不清的珍禽异兽，令游人流连忘返。于是，在1872年，美国第一座国家公园在黄石河的源头建成了，这就是闻名于世的黄石国家公园。
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黄石地区集中了世界上一半的地热资源，公园里最奇妙的景点当属那些地下水被岩浆加热后上涌形成的热泉。在很大程度上，这些热泉就是陆地版的黑烟囱和白烟囱，只是规模要更大一些。比如大棱镜温泉是世界第三大的温泉，直径约100米，深50米，每分钟都从地下的裂缝中涌出2m³近乎沸腾的泉水，使得泉水总是维持在85℃左右，足以把牛肉炖得相当酥烂了。
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图2—74 黄石国家公园的大瀑布。（来自Zimu Liu | Dreamstime.com）
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