內共生理論(下)

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內共生理論 (Endosymbiotic Theory) -下
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

請參閱:內共生理論(Endosymbiotic Theory)-上

比較核糖體的同質性,會發現粒線體中的核糖體很類似細菌的核糖體,例如:它們都對鏈黴素等抗生素敏感,但卻不同於真核細胞中的核糖體。除此之外,粒線體還具有自我分裂的能力,而且還是和細菌相同的二分裂法(binary fission):先從中央凹陷、束緊、再一分為二。這些特徵都指向了「粒線體曾經是細菌,後來進駐另一種大型細菌與之共生」的想法。粒線體的祖先可能是一種好氧的(aerobic)掠食細菌,會侵入真核細胞的細菌祖先體內吸取養分,並在其中進行複製。在演化的長河中,這種掠食關係逐漸轉為互利共生的關係,共生建立起來後,細胞可以提供粒線體養料,粒線體提供細胞能量(ATP)。

共生原本不一定是絕對,但共生久了之後,這兩個細胞開始互相依賴,甚至共享部分的基因丟掉,最後變成難捨難分的絕對共生。

植物和許多原生生物細胞內的葉綠體,它的前身可能是藍綠菌(Cyanobacteria),被飢餓的真核細胞祖先吞食,最後變成細胞中行光合作用的場所。和粒線體一樣,葉綠體也保有許多屬於原核生物的特徵,DNA、核糖體構造以及複製方式,都像極了它的藍綠菌祖先。

而真核細胞的祖先(原始的宿主)又是誰?原始地球的環境對現在的生物而言是很惡劣的,充滿輻射線、毒氣、高溫又缺氧,由此推測,真核細胞的祖先比較有可能是古細菌(Archaea)這種耐熱又耐酸的頑強微生物。

至於真核細胞其它的胞器,如高基氏體(Golgi bodies)、內質網(endoplasmic reticulum)以及鞭毛(flagella)等的來源,還有待科學家繼續努力解開疑團。


參考資料
1.Campbell, N. A. and J. B. Reece (2005). Biology 7th Edition. Pearson/Benjamin Cummings. San Francisco.
2.Margulis與Sagan著,王文祥譯(1995),演化之舞-細菌主演的地球生命史,天下文化出版。

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