从生物圈到细胞:从单细胞生命进化到多细胞生命需要多久?有什么历程?

目前科学界普遍认为简单的生命远在36亿年前就已经出现了从生物圈到细胞,那时地球也刚形成10亿多年。不过,仅仅等待这些原始生命长出细胞核就花了大自然15亿年时间,再等它们聚在一起,有了分工,成为多细胞生物,又用了15亿年,都快寒武纪了……也就是说,地球生命从无到有,仅用了十亿多年;而从简单的单细胞生物到复杂的多细胞生物,却用了吓人的30亿年。咱就聊聊这30亿年吧。

从生物圈到细胞:从单细胞生命进化到多细胞生命需要多久?有什么历程?

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从生物圈到细胞:从单细胞生命进化到多细胞生命需要多久?有什么历程?

从生物圈到细胞:从单细胞生命进化到多细胞生命需要多久?有什么历程?

前15亿年从生物圈到细胞,简单缓慢,重复循环,无聊到爆这时候叫做“太古代”,地球环境非常恶劣(对我们而言),快赶上今天的金星了。没完没了的火山喷发和地震,大气和海洋中都没有氧气,二氧化碳倒是不少。那时候地球上只有为数不多的原核生物(咱们是真核生物),它们连细胞核都没有,只有一个拟核。

从生物圈到细胞:从单细胞生命进化到多细胞生命需要多久?有什么历程?

从生物圈到细胞:从单细胞生命进化到多细胞生命需要多久?有什么历程?

图:原核生物的结构

当时的生命主要是蓝细菌从生物圈到细胞、古细菌等。后来为了增加体表的面积,方便物质交换,一些生物把自已搞成了奇奇怪怪的形状,有放射状的,有螺旋状的,有棍子状的(讨厌的支原体和衣原体就是这会儿出现的)。它们悬浮在远古海洋中各安天命,谁也不搭理谁。

图:支原体

不过这漫长而无聊的年代也是有些亮点的,比如有的原核生物能在沸水中生活,有的能在冰水里繁衍,有的耐酸耐碱,有的学会了寄生。最重要的是,在约20亿年前,蓝藻长出了细胞核,它们抱团生长,将远古海水中的碳和金属离子吸收进体内,最后沉积下来形成了著名的叠层岩。同时,它们通过光合作用向海洋和大气中排放大量剧毒物质——氧。

图:浅海的叠层石

后十五亿年,好玩的事情开始发生了一些单细胞生物终于长出了细胞核,真核生物出现了。它们似乎厌倦了单打独斗,所以开始组成群落,共同应对生存挑战。但所有群体都面临同一个难题:如何确保公平的分配。原始的真核生物们琢磨了好几亿年,终于想出一个简单粗暴的办法来——咱长成个饼吧!

图:饼状体型

生物(图不准,那会没有水母)

饼状群体好哇!能充分照顾每个个体的需求,能让大家得到同样的阳光、水和养料,还能避免单一的个体被变形虫之类的流氓生物吞掉。每个饼状群体都是一个生产队,大家共同劳作,共同御敌,一起进退,一口锅里吃饭。这套模式挺管用,它解决了个体生活的诸多不便,所以那会儿的生物无论植物(自养)动物(异养),都长得跟饼似的。

但时间长了大家就都发现问题了,这种模式绝对公平,但也造成了绝对的低效,大伙什么都得干,结果就是什么都干不好。某个异养“生产队”就正在想辙解决低效的问题,开了好几亿年会,终于想出个办法:分工。

图:分工协作

队长表示“我会制造电脉冲信号,还有组织能力,我当脑子,负责组织协调,指引大家吧”。副队长表示“我感光能力好,我当眼点给大家看路吧”。治保主任老白说“我会吞噬,队里混进坏蛋我就吞了他”。老循说“我会用泵,还是管工,我给大家送水”。小消说“我是厨子,我管给大家做饭,老循管帮我给大伙送”。大家七嘴八舌,活很快分配完了,以后每个人都只需要干好自己最擅长的工作就行了。而且大家表示应该让干不同工作的人呆在不同的地方,以免互相干扰。所以饼形结构不好使了,干脆大家卷成个筒子,在里面干活,前边进料后边出渣。正好菊大哥闲着没事干,让他管出渣吧。🙈

如此一搞,不同的组织便形成了,它们高度分化,却又互相连接,每个组织都有不同的绝活,整体效率便有了质的飞跃。多细胞生命就这样诞生了,不过它们马上就将迎来一场严峻的生存挑战——由于二氧化碳被蓝藻变成了叠层石,“大冰冻时代”就要来了。

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