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图2—80 这个湖就在海岸边，狭窄沙堤的另一侧就是大西洋。（来自Konstantin Kopachinskii | Dreamstime.com）
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图2—81 维多利亚州的粉红湖，一个沙漠边缘的盐湖。（来自Wallixx | Dreamstime.com）
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离开这些千奇百怪的地方，让我们回到熟悉的人类文明中来。21世纪已经过去了五分之一，日渐加剧的全球变暖已经成为举世瞩目的环境问题。在众多对策中，让发达国家减少牛羊肉的消耗呼声渐高——这些反刍动物会在打嗝放屁的时候释放大量甲烷，而甲烷的温室效应是二氧化碳的25倍，人类活动造成的温室效应有14%都要归功于它们。VI
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那么，牛和羊又为什么能制造甲烷呢？
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因为它们的消化道里存在着专门制造甲烷的微生物。
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作为偶蹄目反刍亚目的成员，牛、羊、鹿的食道末端都会膨大分腔，使它们一共拥有四个胃。其中第一个胃容积最大，可以占据体腔的四分之一，被称为瘤胃。我们实际上对这个器官并不陌生，牛的瘤胃俗称毛肚，是重庆毛肚火锅的主料，而羊的瘤胃会在做北京爆肚的餐馆中被切成肚板、肚芯、肚领和肚仁[2]分开来卖，都是鲜嫩爽口的东西。
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这个巨大的瘤胃，就是反刍动物的发酵罐，也是甲烷的主要诞生地了。因为动物的消化酶并不能分解植物的纤维素，所以各种素食者都要在消化道内豢养大量的微生物，先由这些神通广大的微生物把纤维素分解成糖，转化成蛋白质，自己再来吸收这些营养。其中，我们刚刚认识的甲烷八叠球菌和甲烷丝菌都是瘤胃里相当重要的共生菌，它们虽然不能分解纤维素，不能给牛羊制造直接的养分，但它们能把其他微生物发酵产生的各种有机酸[3]迅速转化为甲烷和水，这就有效维持了瘤胃中的酸碱性，让其他共生菌能够源源不断地分解纤维素了。而在各种制造有机酸的微生物中，乙酸杆菌（Acetobacterium）就是潜在的一员，它们能把纤维素分解成的果糖转化成乙酸，乙酸再由甲烷八叠球菌和甲烷丝菌转化成甲烷和水。
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好了，我们可以暂且休息了，因为我们已经在这些奇怪的地方认识了许多奇怪的微生物，已经能够从中找到一些最重要的线索了。
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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？ [:1700256309]
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·开辟崭新的领域·
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为了更好地寻找那些线索，我们怎么也得先给这些微生物分个类，才不至于比较起来千头万绪，手忙脚乱。然而没想到的是，这件看起来最简单的事，却直接掀起了生物学上的大革命。
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本来，我们在中学生物课上就明白地学习过，单细胞生物分类第一要看细胞核：有细胞核，就是真核生物，没有细胞核，就是原核生物，就是细菌。而上一节里的微生物除了杜氏盐藻以外，全都没有细胞核，当然就全都是“细菌”了。它们应该与平常听到的大肠杆菌、葡萄球菌、肺炎链球菌等归作一类，而与我们这些有着细胞核的生物大相径庭。
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但事情没有这样简单。这些微生物虽然都是原核生物，但它们并不都是细菌，其中的硫化叶菌、甲烷丝菌、盐杆菌和甲烷八叠球菌属于一个被称为“古生菌”（archaea）的独特群体，旧称“古细菌”，简称“古菌”。在如今的生物分类学上，域是最大的分类单元[4]，古菌构成一个域，细菌构成一个域，真核生物构成了另外一个域，这三个域加起来，就涵盖了已知的一切生命。
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乍看起来，这不过是把细菌分成了两派而已，管它是真细菌还是古细菌，不都是细菌吗？原来那种根据有无细胞核把所有生命分为两类的做法，似乎并没有什么不妥。
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不，不是的。我们会在分类学上开辟“古菌域”这个概念，就是因为古菌和细菌的亲缘关系实在太远了。实际上，我们会提出“古菌”这个概念，就是因为古菌与真核生物的关系更近，而与细菌的关系很远。或者说，末祖首先进化出了两群后代，一群是细菌的祖先，另一群是古菌和真核生物的共同祖先，由此再经过一段时间的进化，古菌和真核生物才互相独立。
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图2—82 这样的进化关系太过简化，我们马上就要发现一些要紧的疏漏了。（作者绘）
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说得浅白一点儿，细菌域、古菌域和真核域的关系，就如同表哥哥、亲哥哥和自己的关系，无论怎么论亲戚，都不能说表哥哥和亲哥哥长得很像就是一家，倒把自己单拎出来。
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在细胞生物学和生物分类学上，这场把“原核生物”劈作两半，分成细菌域和古菌域的巨大的变动，就是20世纪70年代到80年代的“沃斯革命”（Woeseian revolution）了。
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这场革命的起因就是20世纪50年代到60年代人类对DNA双螺旋及中心法则的突破性认识，人类从此认识到了遗传的本质和生命活动的深层机制，很快就萌生了“破解密码”的想法。观念既然已经辨明，方法就会水到渠成。
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1972年到1976年，比利时根特大学的分子生物学家瓦尔特·菲耶尔（Walter Fiers，1931—2019）等人率先找到了给RNA测序的方法。在1975年到1977年，英国剑桥大学的沃尔特·吉尔伯特（Walter Gilbert，1932— ）和弗雷德里克·桑格（Frederick Sanger，1918—2013）也找到了给DNA测序的方法，吉尔伯特和桑格甚至因此荣获了1980年的诺贝尔化学奖。
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核酸测序技术给现代生物学的研究开辟了无数个崭新的领域，比如它让我们从根本上重新梳理了生物的进化关系，或者说是分类关系——对于遗传、进化和生物分类学，这一章正文结束之后会有一篇“延伸阅读”简述其中的原理。在此处，我们只需先记住一个结论：在几乎所有情况下，核酸序列要比其他任何特征都更能反映物种之间真实的亲缘关系。
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实际上，早在1965年，分子进化的奠基人之一埃米尔·扎克坎德（Emile Zuckerkandl，1922—2013）和诺贝尔化学奖得主莱纳斯·鲍林（Linus Pauling，1901—1994）就提出应该用遗传信息重新裁定原核生物的亲缘关系。那些在最高倍数的显微镜下也显得模模糊糊的单细胞生物，想必藏着些肉眼看不出来的秘密。VII
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