1700263099
·第二步 两种细胞·
1700263100
1700263101
第二步就是看看那件“非常颠覆的事情”是如何具体印证了第一步的规律。
1700263102
1700263103
对于单细胞生物来说,它们唯一的那个细胞就相当于生殖细胞[1],也就都得到赦免,都不会老死。毕竟,单细胞生物如果会老死就意味着就地灭绝,这是非常“显然”的事情,所以这一步的讨论也将略过单细胞生物不谈。但是,这“显然”的背后还是有一些违反直觉的事情,我们留到下一步里再说。
1700263104
1700263105
而对于多细胞生物,我们首先要知道,所谓“多细胞”并不是随便一堆什么细胞聚在一起就可以了,而必须是一个细胞分裂出来的众多细胞集合在一起,并且分化成不同的形态分工合作。这就让多细胞生物身上的细胞分成了两种:
1700263106
1700263107
一种不负责制造新个体,这些细胞都会老死;
1700263108
1700263109
另一种负责制造新个体,这些细胞会得到赦免,不会老死,还将拥有无限的分裂能力。
1700263110
1700263111
可想而知,一个多细胞生物要从整体上免于老死,就只能寄望于后一种细胞了。这些得到赦免的细胞如果还能发展出其他各种细胞,替补所有老死的细胞,就能使整个多细胞生物得到永恒的修复,从而免于老死。
1700263112
1700263113
反过来,多细胞生物如果存在着“生殖专权”的约束,也就是只有一部分细胞负责制造多细胞的新个体,并且只负责制造多细胞的新个体,而其他所有细胞一律无权制造这样的新个体,那这个多细胞生物就只能等着老死了。
1700263114
1700263115
有了上面这一组推论,我们就可以逐个讨论多细胞生物的各种情况了。在40亿年的进化史上,多细胞生物只出现在五个类群当中:红藻、植物、褐藻、真菌、动物。我们要花些篇幅逐个分情况讨论,这让第二步有些复杂,但在理解上已经没有难度了。
1700263116
1700263117
最简单的情况是真菌型。这个类型首先包括了多细胞的真菌,比如霉菌和伞菌,它们的生殖细胞被称作“孢子”,那些毛茸茸的霉斑,还有蘑菇、木耳之类可以采集的块状部分就是专门释放孢子的“气生菌丝”,而气生菌丝是从“营养菌丝”分化来的。这些“营养菌丝”细到肉眼看不见,在营养环境中到处蔓延,我们为了做小鸡炖蘑菇而去林中采了一小丛榛蘑,它的营养菌丝就很有可能在森林地下蔓延了几千平方米甚至上百公顷。
1700263118
1700263119
这些营养菌丝中的任何一个细胞都可以分裂分化出气生菌丝,进而结出繁殖用的孢子,哪怕脱落下来也能直接发展成另一个真菌网络。营养菌丝中的每一个细胞都负责制造新个体,都得到了赦免。所以从原则上讲,只要营养永远充沛,真菌就永远不死。
1700263120
1700263121
除了真菌,其他类群也有属于这种情况的:在植物界,绿藻门的多细胞物种,比如团藻和石莼,红藻门的一些多细胞物种,比如紫菜,轮藻门除了轮藻纲的多细胞物种,比如水绵;在动物界,扁盘动物门唯一的物种丝盘虫(Trichoplaxadhaerens)[2]。它们的情况都与多细胞的真菌类似,结构非常简单,几乎每一个细胞都能通过有性或无性的方法制造新个体出来,所以全都得到了赦免,不会衰老死亡,并且拥有了无限的再生能力。它们没有要害部位,哪怕只剩一个细胞,那个细胞也能在适宜的环境里重新长成完整的一个。
1700263122
1700263123
植物界其他的多细胞生物,就要稍复杂一些了。
1700263124
1700263125
首先,植物身上已经高度分化的细胞将不再分裂,它们固然会老死,但浑身各处还保存着许多“分生组织”。这种组织里的每一个细胞都能持续不断地分裂分化,既负责替换老死的细胞,也负责制造新的生理结构。
1700263126
1700263127
而“新的生理结构”就包括新的芽,芽有机会长成枝,枝有机会长出“孢子叶”——如果你对这个术语感到陌生,只需知道被子植物的孢子叶会高度特化,聚集成一种被称为“花”的生殖器官[3],就知道这意味着什么了。
1700263128
1700263129
1700263130
1700263131
1700263132
图增—1 在显微镜下观察一丛黑霉的营养菌丝,你可以看到这些菌丝像毛细血管一样在培养基上蔓延,更仔细看的话,你会看到它由一个个的柱状的细胞接续而成。(图片来源Y_tambe)
1700263133
1700263134
1700263135
1700263136
1700263137
图增—2 这是一丛榛蘑的子实体,由非常发达的气生菌丝团聚而成,它们可以在针叶林中大量生长,营养菌丝往往占据广袤的森林,很难人工培育。(图片来源:Stu’s Images)
1700263138
1700263139
同时,那些分生组织能再生出新芽,也能再生出新根,这就凑成了一株新的植物。[4]习惯上,我们把这种无性生殖称作“营养生殖”,园艺和农业上用柳条、姜块、蒜瓣、红薯块、土豆块、甘蔗茎、秋海棠叶、草莓匍匐茎等营养器官繁殖分栽的办法就是这样的。
1700263140
1700263141
所以总的来说,多年生植物的分生组织一方面负责以有性或无性的方式制造新个体,并因此得到赦免,另一方面又负责替补那些老死的细胞,让整个植物得到无限的再生。所以原则上讲,植物只要拥有足够的分生组织,就永远不会老死。绝大多数的“多年生植物”,也就是常说的“树木”,还有一大批宿根植物和宿茎植物,比如葱、姜、蒜、韭菜、水仙、郁金香[5],都是这样。
1700263142
1700263143
除此之外,苔藓[6]、轮藻门的轮藻纲、红藻门一些多细胞物种,比如江蓠,也可以归入这种情况。褐藻甚至不属于植物,但它的多细胞物种,比如海带和裙带菜,也属于这种情况。只是这些类群没有“芽”和“孢子叶”的说法,而是用其他结构完成了相同的功能,这里就不加赘述了。
1700263144
1700263145
当然,它们在现实中还是会死亡。因为只要活得足够长,早晚有一天会遭遇动物啃咬、病原体感染、自然灾害甚至人为砍伐等致命事件,甚至有些原本能够多年生的植物,仅仅因为季节变化就会冻死、干死、晒死。要排除这些外因,一个简单而有效的鉴别特征就是植物一生中有性生殖的次数:可以不限次有性生殖,就都可以永生。
1700263146
1700263147
但也有许多植物一生中只能有性生殖一次,在如今的地质时代,这也可以直接说是一生只开一次花。这样的情况涵盖了所有一二年生植物,以及少数的多年生植物。
[
上一页 ]
[ :1.700263098e+09 ]
[
下一页 ]