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25.生命演化探索(1 / 1)

“这说明了一个问题”鬼宿等女土蝠讲完后说,“这些重大发现说明

“地球上许多种类的恐龙经历了漫长而缓慢的灭绝过程,这个过程又是一个生物再造过程,造物的双手,就是微生物群。

这个过程需要

1、对这个病毒的数量要求很高,不能太多也不能太少。

2、这个病毒无法在生物间进行传播,只针对目标生物有效。

3、病毒要携带很多功能性基因蛋白,比如决定目标生物的基因片段,这些基因的信息必须非常精确,还要一次成形。

4、转录和翻译目标基因全序列,翻译以后,如果目标DNA序列没有缺陷,然后再释放工具酶让目标DNA聚合酶的降解和修复功能沉默,随之让各种工具酶达成完美的协作最终融合,整合至表达。

5、第一批突变的,有可能依然跟没有突变的去恋爱,这是有前提的,起码他们的染色体对数一致。这里的第一批突变是有局限性的,在种群里,能够接受病毒改造的,成为新的一批,抵抗病毒改造的还是原来的一批,这就形成了新的种群划分。而人类自进入文明社会之后就开始了阻止病毒改造的进程,这也就是,我们片面的认为,人类是物种进化的最高级形式,在我们了解到的人类几十万年历史中,进入文明社会的近十万年内似乎人类在这期间没什么变化的原因。然而,我们的阻止只是暂时的,自然界的改造手段不但在自己进步,也在踏着人类的脚步进步,最终会超越我们,几次大的流行病就是先兆。病毒不但会快速变种,也会适当的组合,很多物种的基因都有被镶嵌的痕迹就是证据。当你知道诺姆两大陆人类的同源性高,恐怕你还不知道人类跟任何一个物种的同源性都不低,这就是改造可能出乎所料的原因所在。

“我们的研究人员使用一个统计模型来估计每个科随时间进化的物种数量。通过这种方法,他们得以追踪1.6亿至6600万年前出现和消失的物种,并再次估算每个科的物种形成率——进化出新物种的速率——以及随时间推移而灭绝的速率。

“化石记录是有偏差的,即它们在时间和空间上并不均衡;在自然各种因素作用下,不可能让这种痕迹留在我们发现的历史中,就拿地球上的恐龙来说,有些恐龙种类并不像其他恐龙那样都会变成化石。在古生物学中估计多样性动态时,很难系统性的划分,这是一个众所周知的问题,也一直困扰着古生物学家。

“设定复杂的模型可以解释不同物种的化石随时间推移而变得不均衡的保存状态。但是模型条件很难保持充分。只能是通过这种处理,化石记录在估计特定时期的物种数量时就变得更加可信一点。所以,研究人员需要谨慎看待模型运算的结果,因为这仍然只是估计。而且,如果未来发现更多的化石,或者开发出新的分析模型,那这些结果很可能就会发生改变。但是有一点应该说明,通过化石证明物种演化的连续性是不可能有答案的。化石只能证明,某种生物在某个阶段的生活状态,它的前因或者后者都不能用形状类似基因近似说明什么。

“研究结果也显示,从可能发生的小行星撞击地球送来地球信使之前1000万年,到恐龙灭绝这段时期,共有6科恐龙的物种数量发生了急剧下降。尤为有趣的一点是,这种下降应该是全球性的,受影响的不仅有像霸王龙这样的食肉恐龙,也有像三角龙这样的食草恐龙。在恐龙存在的最后500万年里,有些物种的数量急剧下降,比如甲龙和角龙;而在这6科恐龙中,只有伤齿龙科的物种数量下降幅度很小。”

“我们只是得到了地球信息的部分能说明这样的问题吗?”

胃土雉问到

“这块地球信使,代表了地球几千万年的历史,我们根据沉积层分析了地球不同时期气候的变化进行了推论。”

鬼金羊接着说“地球恐龙的新陈代谢需要在温暖的气候下才能正常进行。以往的研究已经证实,恐龙既不是像鳄鱼或蜥蜴那样的冷血动物,也不是像哺乳动物或鸟类那样的恒温动物。它们是“中温动物”(mesotherm),其代谢系统介于爬行动物和哺乳动物之间,需要温暖的气候来维持它们的体温,从而实现基本的生物学功能。温度的下降一定对恐龙产生了很严重的影响。我们看到,新诞生的哺乳动物是有毛的,表明那时候的地球环境温度在下降。由此可以看出,恐龙兴旺的时代,地球的温度很适宜诺姆人生活。”

女土蝠接着说“每次大灭绝都是生物诞生的试错过程,大部分都失败了,于是有了大灭绝。然而,每一次大灭绝时间之后伴随的是新时代的生物诞生大爆发。

“这说明,生物灭绝不仅有自然灾害造成的局部影响,更有生物环境变化造成的同属物种普遍性独立性的灭绝,对于普及性的物种,局部灾害不会产生灭绝性灾害。也就是灭绝是多样性的。而且,生物环境变化引起的灭绝不应该叫做灭绝,而应该是一次变异。

“当然,每次变异都伴随着大面积同属生物的灭绝。这与当下某种传染病对一种生物的摧残是一样的。决定这种变化的是微生物,特别是病毒,因为大部分病毒遗传物质是RNA,很容易结合到其它生物基因链,不断地改变着自己,也改造者宿主,融入的是变异,不成功的是灭绝。

“病毒的基因组在其增殖过程中不是一成不变的,而是时时刻刻都适应性的发生突变。其中大多数突变是致死性的,只有少数能生存下来。由于病毒在一次感染中,一个病毒粒子要增殖几百万次,存在产生突变的机会。因此一种病毒从群体水平看,在遗传学上不是同源的.病毒的自然变异是非常缓慢的,但这种变异过程可通过外界强烈因素的刺激而加快变异。

“病毒的突变(Mutation)是指基因组中核酸碱基顺序上的化学变化,可以是一个核苷酸的改变,也可为上百上千个核苷酸的缺失或易位。而各种物理、化学诱变剂(Mutagens)可提高突变率,如温度、射线、5-溴尿嘧啶、亚硝酸盐等的作用均可诱发突变。突变株与原先的野生型病毒(Wild-type virus)特性不同,表现为病毒毒力、抗原组成、温度和宿主范围等方面的改变。

“以此可以证明,生物的每次进化也是演化,都是在过去生物的基础上开始的,而每次演化的动力不是由于生物个体为生存的愿望存在的,生存的愿望只能让生物个体的表观遗传发生很小的变化,比如肌肉更强劲,跑的更快,动作更灵活。但是不会发生质的变化,比如从食草变成食肉,起码组成生物消化系统的共生群组都不会接受。关于愿望,这是我们人类根据自己的思维,强加于自然属性的其它动物身上的。比如人类想飞给自己加装了翅膀,无论是生物的还是机械的,自然属性知道自己没有飞行能力,不会自主自己从高处跳下来,有没有愿望我们不得而知。同样爬到树梢上的动物为了躲避捕食,即使它情急之下跳下来没有摔死,也不会因此长出飞行能力。更何况,没有飞行能力的动物不会由于想飞主动从高处跳下来。

“促成个体本质变化的则是造物主(病毒)处于个体需求无目的地进行的。在病毒这个操作中,它侵入到自己中意的目标中,这个目标仅仅是微观的,而不是宏观的选择,也就是它可以让自己繁衍的细胞。这个盲目性就造成了宿主生物的有害感染。

“当某些外部条件适合时,比如外部能量让病毒内部基因合成出现了变化,某种病毒大面积繁衍,也伴随着某种选中的目标密集的存在。

“在这样的浸染过程中,病毒也在不断的从宿主那里窃取基因改造着自己,让自己更能有目标的成就下一代,这一行为在动物行为中演变成了生存的本能。在这个侵染过程中分成了两部分,一些没有成功的病毒让宿主灭亡了,这是主流。虽然是主流,但不是病毒延续自己的目的。一些成功的病毒把自己变成了宿主的一部分,这主要表现在宿主的后代上,病毒成功的让自己合成了新体。

“这种变革,伴随着生物,特别是某一类生物大面积灭绝。然而也伴随着新的生物爆发式诞生,这表明了病毒行为的盲目和目的的纯粹,生动的演绎了一荣俱荣一损俱损的道理。诞生的生物由于在不同的环境下,包括气候和环境微生物组成差别,或者母体不是很相同,基本类别一样,个体不一样,比如同为啮齿类的不同种类,于是在同一科生物中出现了形体上的差别。最大的差别是虽然貌似,但是在个体上存在差别,甚至存在生殖隔离。在这个生物类别中,没有演化程度差或者说表现的功能差的就是演化程度高的祖先一说,在这里我想说的是,我们人类把自己这种功能强大的生物归位于生物演化的终极目标,其实在生物界,复杂并不代表成功。有一种水母,可以在生命终止前变成水螅体,让自己还原,让自己的生命无终止,应该是其它生物最想具备的功能,但是水母生命信息比我们简单的多。当然也只有我们人类懂得羡慕。再来回归原题,刚才说的那些同科生物在类似的外界生物侵蚀作用下,同时诞生,共同成长,可能生活区域甚至食物范围都存在差别,但是他们属于一科。”

“最现实的例子,莫过于诺姆星球两块相隔很远的大陆,”张月鹿插话说“虽然在两块大陆在历史上几乎同时诞生了人类,但是原物种有差别,造成了难以融合的内在不同。从外观上看仅有肤色和毛发的不同,一个是绿色的皮肤,具有能从阳光和空气中合成部分养分的能力,而另一群人则是褐色的背部乳白色的腹部。他们生活环境有所区别,绿色皮肤的人生活在丛林中,以狩猎和采集起家,褐色背部白色腹部的人则在水边觅食。身体和五官长相接近,语言交流,水边人更熟悉腹语发声,林子中的人就是开口说话。内在重要的差别是,两个大陆的人存在生殖隔离。”

“所以诺姆两个大陆的爱情面临着巨大鸿沟”卯月凤说,“在这条鸿沟上架起爱的桥梁,依靠微生物的帮助是唯一的选择,但是如果等待微生物自主帮忙可能我们没有那个耐心。我来给大家谈一下我们最近的研究,这些关系到我们下一步的工作。”

卯宿把自己的研究内容切换到演示仪上。

“对于有性生殖的生物来说,通过基因重组来扩大后代的基因多样性,虽然缓慢,但是一种稳定且有效的方式。在这个过程中,一个常见的疑问是,为什么两个同源染色体之间能精准地交换同等大小的片段呢?

“由于参与有性生殖过程的基因在生物体内就有保守性,可以想象,如果交换的基因片段不相等,就会导致一场灾难。一个比较常见的例子,就是染色体易位,非同源染色体的片段重新排列组合,交换后会使染色体的长度发生改变,这个过程可能导致胎儿的染色体丢失,甚至导致流产等多种异常情况。这在诺姆人类两个大陆联姻中曾经发生过的事,而且因此建立了国际法,两地联姻必须采取节育措施。

“染色体的超微结构显示染色体是由直径仅100埃(Å,1埃=0.1纳米)的DNA-组蛋白高度螺旋化的纤维所组成。每一条染色单体可看作一条双螺旋的DNA分子。有丝分裂间期时,DNA解螺旋而形成无限伸展的细丝,此时不易为染料所着色,光镜下呈无定形物质,称之为染色质。有丝分裂时DNA高度螺旋化而呈现特定的形态,此时易被碱性染料着色,称之为常染色体。

“染色体的主要化学成份是脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质构成,染色体上的蛋白质有两类:一类是低分子量的碱性蛋白质即组蛋白(histones),另一类是酸性蛋白质,即非组蛋白蛋白质(non-histone proteins)。非组蛋白蛋白质的种类和含量不十分恒定,而组蛋白的种类和含量都很恒定,其含量大致与DNA相等。

“纤丝的结构单位是核小体,它是染色体结构的最基本单位。核小体的核心是由4种组蛋白H2A、H2B、H3和H4各两个分子构成的扁球状8聚体。我们知道,DNA分子具有典型的双螺旋结,一个DNA分子就像是一条长长的双螺旋的纤丝。一条染色体有一个DNA分子。DNA双螺旋依次在每个组蛋白8聚体分子的表面盘绕约1.75圈,其长度相当于140个碱基对。组蛋白8聚体与其表面上盘绕的DNA分子共同构成核小体。在相邻的两个核小体之间,有长约50~60个碱基对的DNA连接线。

“一种蛋白HEI10,一种泛素连接酶,它属于一类被称为ZMM的蛋白。在减数分裂中主要负责调控同源染色体上的基因片段交换。这类蛋白中的多种蛋白各有分工:一些蛋白负责将两条染色体拉近,维持稳定的结构,另一些促进DNA的重组。HEI10蛋白的功能会有所不同。它在染色体上的数量,能影响染色体进行重组的次数,或能控制染色体发生重组的位点。

“在最开始时,HEI10蛋白会把染色体当成一条轨道,在上面随机移动,形成很多小的蛋白聚集体。随着时间流逝,HEI10蛋白移动到同源染色体形成联会复合体的位点。这一结构形成后,染色体之间才会进行交换。HEI10蛋白移动到这个位置会被固定住,随后,越来越多的HEI10蛋白会在同一个地点富集。最终,开始由HEI10蛋白组成的数百个小聚集体,变成了个位数的大聚集体。而在这几个HEI10蛋白最为富集的位点,染色体会发生交叉、重组的现象。细胞的联会复合体区域是染色体进行交换的候选位点,而HEI10蛋白在位点上累积的数量,才会决定基因重组是否发生。

“在不同种的生物中,染色体的数目、形态、大小都不同。在有性繁殖生物中,体细胞内染色体是成双存在的,每一条染色体都有一条和它的形态、大小、功能相同的另一条染色体,其中一条来自母体,一条来自父体。这两种染色体称为“同源染色体”。在形成精子或卵子之前,同源染色体进行配对,然后两条同源染色体分别到两个配子,精子或卵子里去,其中哪一条染色体到哪个配子里去是完全随机的,再通过精卵结合成为受精卵,由受精卵发育成为新个体。这样发育成的新个体,它的染色体数目和它们的亲体是一样的。

“如果是远缘杂交,由于种间差异,染色体的数目、形态大小往往不相同。远缘杂交一般不易结实,即使结实,杂种也通常不育或夭亡,杂种后代分离幅度大,分离世代长且不易稳定。

“基因是自私的也是保守的,这一点保证了生物性状的稳定。DNA作为生命信息的遗传物质,有各种机理保障DNA的稳定。一个碱基的变化,都可能导致生物的终结。

“基因突变和基因变异是两个全完不同的概念,在自然界中,基因重组是生物适应环境下经常出现的,后代出生的时候往往都伴随基因重组,这是大自然的常态。但基因变异的概率是非常小的,目前多数基因变异的具体表达都是疾病

“基因突变的概念包含了定点突变,定点突变会更聚焦的让基因变为所需要的表达。比如刚才张月鹿说到的白兰酋人的肤色只是基因突变。定点突变是碱基的添加、删除、替换。定点突变能迅速、高效的提高DNA所表达的目的蛋白的性状及表征。”

“今天我们交流先到这里吧”鬼宿说,“今天我还要准备科普讲稿,我们将要开发的项目较之宏观移民更不好让人理解,所以,在实施之前必须让诺姆人知道我们在做的工作的可行性和必要性。这几天,我将要将我们在太空试验站所做的工作结合这个项目介绍一下。说明我们的基因到地球去是可行的。这个过程也想听听大家的想法。”

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