進化——從原核生物到真核生物

原始生命起源之后，生命最初的進化是什么樣的呢？

生物進化最重要的一個階段就是由原核生物到真核生物的演化。在生命起源之初，最先形成的簡單的原始生命是原核生物。原核生物由原核細胞組成，這類細胞的主要特征是沒有以核膜為界的細胞核，沒有核仁，也沒有線粒體、高爾基體等高等的細胞器，只有擬核，進化地位較低。

圖 1-4 原核生物的代表——藍藻

目前的化石證據表明，地球上最早出現的可能是細菌和藍藻這類原核生物。在澳大利亞北部的皮爾巴拉地區，距今35億年的輕變質的硅質疊層石中發現了一些絲狀細菌和藍藻的遺骸。

在南非還發現了一種古桿狀細菌和藍藻，它們具有最原始、最簡單的細胞結構，即有一層細胞膜，核物質在膜內相對集中，但未形成細胞核，而只有原生質，可以歸為原核細胞，其距今32億年。

圖 1-5 顯微鏡下觀察到的水族館里的藍藻

最早的真核生物化石發現于距今大約16億至20億年的地層中，如加拿大南部的岡弗林特燧石層和我國長城群中嶺溝頁巖中的化石。

真核細胞相較于原核細胞不僅多了細胞核，核內有核仁、核液和染色體，而且它的細胞質中還有線粒體、內質網、高爾基體等，比原核細胞復雜許多。

圖 1-6 真核細胞與原核細胞比較示意圖

真核細胞所增加的各種結構之間既有分工，又有合作，從而在生長、發育、遺傳及新陳代謝等方面有了更強大的功能，而細胞核就是遺傳信息儲存、復制、轉錄和控制整個細胞新陳代謝活動的調控中心。

真核生物主要進行有氧代謝。由于真核生物不能抵御強烈的紫外線和宇宙射線，所以其只有在地球形成臭氧層之后，才能生長和繁衍。綜合以上兩點，可知真核生物的出現應該晚于原核生物。

真核細胞的出現是生物進化史上一次大的飛躍。因為除了藍藻和細菌等種類之外，現代生物幾乎都由真核細胞組成，為進化出各種更高等的生物打下了基礎。

原核生物演變成真核生物，在生物進化發展過程中具有十分重大的意義。真核生物的出現大大加快了生物進化的過程，并且通過有性生殖，后代具有更強的生活力和變異性，為生物的進化提供了原始的選擇材料。

科普知識窗

原核生物都是單細胞生物嗎？

原核生物的主要特征是有無核膜包圍的細胞核。單細胞生物指的是只有一個細胞的生物。因此，原核生物不一定是單細胞生物，如螺旋藻（藍藻的一種，是多細胞的，中間有個細胞叫異形胞，司固氮作用，其他的司光合作用）；而單細胞生物也不一定都是原核生物，如草履蟲、藻類（衣藻、小球藻、團藻、柵藻等）。