真核细胞出现是生物进化的飞跃

时间：2015-06-10 15:35:01 来源：中国化工仪器网 阅读量：102

      「摘要」 由于单细胞数量急剧增多，必然引起细胞间质的分化，促使单细胞藻类向群体、多细胞方向进化。我国在中元古代后期地层中已发现了一些多细胞藻类化石，这清楚表明了古元古代的真核单细胞藻类到了中元古代已进化成多细胞的藻类了。

      真核细胞的出现（古元古代：距今25亿年-16亿年）

      随着氧气不断增加，原先溶解于海水中的铁、金、铀、铜、锌、镍等金属元素不断地从海水中沉积下来，形成了地球表面更为广泛的成铁现象。如我国北方一些大铁矿，尤其是内蒙古白云鄂博大铁矿。除了铁矿，还含有占世界50%的稀土元素和铌以及一些其他金属矿。澳大利亚和巴西等地也都形成了一些特大型铁矿。

      距今约20亿年前，地球氧气增至大气层总量的1%时，真核细胞出现了。

      真核细胞是有氧代谢，其细胞分裂本身就是需氧过程。

      由于真核细胞不能防御强烈的紫外线和宇宙射线，所以其只有在地球形成臭氧层之后，才能生长和繁衍。

      真核细胞不仅细胞内增加了细胞核，核内有核仁、核液和染色体，而且它还能促使细胞原生质增加线粒体、内质网、核糖体、溶酶体等，这比原核细胞复杂许多。所增加的各个成分之间既有分工，又有合作，从而产生了生长、发育、生殖和遗传及新陈代谢等功能，细胞核可以说是遗传信息储存、复制和转录的主要场所。

      真核细胞的出现是生物进化史上一次大的飞跃。

      因为除了蓝藻和细菌类之外，现生所有生物的细胞都属于真核细胞。有了它，才能进化为各种各样真核细胞的藻类，如绿藻、红藻等，并且使藻类进入最繁盛的阶段。

      更重要的是，它还能进一步进化为多细胞，为演变出各种更高级的动植物提供了基础。世界因此而丰富多彩。

      加拿大燧石层中某些球状化石，可能是最早的有核细胞化石，它们具有类似萌发管和原生质突起，年代距今约19亿年。

      我国河北在距今18亿年-17亿年的岩石中，也采集到许多保存很好的真核球形细胞化石。它们膜壳较大，膜壳壁为多层，具有长的规则裂口及明显的壳面纹饰。这都区别于原核细胞化石。

      地球为何会产生真核细胞，有不同的假说。但多数科学家倾向于“内共生”假说，即当一些原核细胞内的原核质集中时，会形成较原始的细胞核。这类较进化的“有核”细胞个体较大，具有吞噬能力，能把一些呼吸氧气的细菌吞噬进其细胞内成为它的线粒体。而一些蓝藻被吞进去后成为它的叶绿体，使细胞逐渐增大，内部组织变得复杂，功能开始多样化。

      多细胞藻类的出现（中元古代：距今16亿年-10亿年）

      随着古元古代真核细胞藻类的出现，中元古代迎来了藻类的空前繁盛。

      由于单细胞数量急剧增多，必然引起细胞间质的分化，促使单细胞藻类向群体、多细胞方向进化。

      以现生依藻为例，依藻细胞分裂产生的子细胞一般都是离开母体独立生活，但在不利条件时，它们就会躲在母体包囊里共渡难关，形成了最初级的多细胞藻类。

      盘藻进一步形成了由14-16个细胞组成的群体，彼此之间有了一定联系，行动也统一了起来。

      空球藻更进一步形成了由32-64个细胞组成的群体，细胞之间有了分工，有些细胞丧失了繁殖能力，成了营养细胞。到了团藻其细胞就更多了，它由几百个，甚至数万个细胞组成，它们之间有原生质丝联络，专司营养的细胞也占多数，这就是藻类多细胞的进化过程。

      我国在中元古代后期地层中已发现了一些多细胞藻类化石，这清楚表明了古元古代的真核单细胞藻类到了中元古代已进化成多细胞的藻类了。

      真核细胞，多细胞藻类的出现，大大加速了地球生物物种多样性的产生。如原核细胞经过数十亿年的进化，才有4000余种，而真核细胞和多细胞出现后，很快达到10余万种，这显然与真核细胞产生了线粒体、色素体、染色体等各种功能之后，以及多细胞的进一步分工、合作有关，从而为有性繁殖创造了条件。

      在山西永济地区距今13亿年的岩层中，发现了一种长椭球形的微体化石，它们壳壁表面有螺旋分布的沟纹装饰，这与现代沼泽中一种绿藻——螺带藻十分相似，这很可能成为目前已知的世界上最早有性繁殖的真核多细胞化石的证据。