地球上除病毒之外所有的生命都來(lái)自于細(xì)胞，換一句話說(shuō)，除病毒之外所有的生命體都是細(xì)胞生物。而細(xì)胞生物都起源于單細(xì)胞，無(wú)論是植物還是動(dòng)物，都是由單細(xì)胞不斷進(jìn)化而來(lái)的。簡(jiǎn)而言之，生命從細(xì)胞開(kāi)始。

地球上的一切細(xì)胞生物進(jìn)化的基本過(guò)程是：由單細(xì)胞進(jìn)化而成為原生物，原生物先后演化出初級(jí)植物和初級(jí)動(dòng)物。初級(jí)植物為初級(jí)動(dòng)物提供天然食物的同時(shí)，也為自身的進(jìn)化創(chuàng)造了自然條件，反過(guò)來(lái)也為初級(jí)動(dòng)物的進(jìn)化創(chuàng)造了自然條件，從而它們之間互為因果、相互循環(huán)利用并一代傳一代地由低級(jí)生物形態(tài)逐漸向高級(jí)生物形態(tài)層級(jí)進(jìn)化。

原始細(xì)胞的演化

原始細(xì)胞是生命的最初級(jí)階段，發(fā)育還極不完善，只有核酸和蛋白質(zhì)以及簡(jiǎn)單的酶系，還沒(méi)有細(xì)胞核。隨著能量的不斷增加，原始細(xì)胞的演化進(jìn)一步走向高級(jí)階段，細(xì)胞的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善，漸漸發(fā)展成為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。

最原始的生命

大約在38億年前，當(dāng)?shù)厍虻年懙厣线€是一片荒蕪時(shí)，在咆哮的海洋中就開(kāi)始孕育了生命，也就是最原始的細(xì)胞，其結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代細(xì)菌很相似。大約經(jīng)過(guò)了1億年的進(jìn)化，海洋中原始細(xì)胞逐漸演變成為原始的單細(xì)胞藻類，這大概是最原始的生命。

科學(xué)家為了驗(yàn)證生物的起源，在1861年，俄國(guó)化學(xué)家布特列洛夫把一個(gè)碳?xì)浠衔铮兹┤芙庠谑宜铮跍嘏牡胤酵７帕艘欢螘r(shí)間之后：這些東西變甜了。也就是說(shuō)，甲醛在石灰水中竟變成了糖。這個(gè)現(xiàn)象令人想到原始海洋里的條件。

一個(gè)驚人的實(shí)驗(yàn)在1952年成功了。美國(guó)科學(xué)家米勒用甲烷、氨、氫和水蒸氣混合成一種與原始地球大氣基本相似的氣體，他把這氣體放在抽成真空的玻璃儀器中，通過(guò)連續(xù)進(jìn)行火花放電，來(lái)模仿原始地球大氣層的閃電。一星期之后，在這種混合體中得到了5種構(gòu)成蛋白質(zhì)的重要氨基酸，這些都是活體組織中的主要組成部分。

米勒的實(shí)驗(yàn)室震動(dòng)了科學(xué)界。因?yàn)椋谧匀唤缰校杉淄椤薄浜退魵庾兂砂被嵩摻?jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年。米勒讓人們?cè)谒膶?shí)驗(yàn)室中觀測(cè)到在自然界因變化速度太慢而無(wú)法看到的物質(zhì)變化現(xiàn)象。原始地球上的物質(zhì)變化在他的實(shí)驗(yàn)室里得到了再現(xiàn)。

原始細(xì)胞的構(gòu)造

通常情況下，一個(gè)完整的植物細(xì)胞主要有下列結(jié)構(gòu)：

（1）細(xì)胞壁。位于細(xì)胞的最外層，是一層透明的薄壁。主要由纖維素和果膠組成，孔隙較大，物質(zhì)分子可以自由透過(guò)。細(xì)胞壁對(duì)細(xì)胞起著支持和保護(hù)的作用。

（2）細(xì)胞膜。細(xì)胞壁的內(nèi)側(cè)緊貼著一層極薄的膜，這層膜就是細(xì)胞膜。細(xì)胞膜由蛋白質(zhì)分子和磷脂雙分子層組成，水和氧氣等小分子物質(zhì)能夠自由通過(guò)，而某些離子和大分子物質(zhì)則不能自由通過(guò)。因此，它除了起著保護(hù)細(xì)胞內(nèi)部的作用以外，還具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的作用：既不讓有用物質(zhì)任意地滲出細(xì)胞，也不讓有害物質(zhì)輕易地進(jìn)入細(xì)胞。

（3）細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)為細(xì)胞膜包著的黏稠透明的物質(zhì)。在細(xì)胞質(zhì)中，有一個(gè)或幾個(gè)液泡，其中充滿著液體，叫做細(xì)胞液。在成熟的植物細(xì)胞中，液泡合并為一個(gè)中央大液泡，其體積占去整個(gè)細(xì)胞的大半。細(xì)胞質(zhì)被擠壓為一層。

（4）細(xì)胞核。細(xì)胞核為細(xì)胞質(zhì)里的一個(gè)近似球形的核體，是由更加黏稠的物質(zhì)構(gòu)成的。細(xì)胞核通常位于細(xì)胞的中央，成熟的植物細(xì)胞的細(xì)胞核，往往被中央液泡推擠到細(xì)胞的邊緣。多數(shù)細(xì)胞只有一個(gè)細(xì)胞核，有些細(xì)胞含有兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞核。

原始細(xì)胞是最初級(jí)階段，發(fā)育還不完善，只有核酸和蛋白質(zhì)以及簡(jiǎn)單的酶系，還沒(méi)有細(xì)胞核。隨著獲得的能量的不斷增加，細(xì)胞的演化進(jìn)一步走向高級(jí)階段，細(xì)胞的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善。再經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的年代，漸漸發(fā)展成為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。

原始細(xì)胞的演化之路

原核細(xì)胞是一類比較原始的細(xì)胞。但是，原核細(xì)胞也不可能從非細(xì)胞的生命形式一下子產(chǎn)生。有沒(méi)有比典型的原核細(xì)胞更原始、更簡(jiǎn)單的細(xì)胞或生物結(jié)構(gòu)呢？

病毒無(wú)疑是一類更簡(jiǎn)單的生物結(jié)構(gòu)，它們主要由核酸包以蛋白質(zhì)外殼而構(gòu)成，過(guò)去一度認(rèn)為病毒是從非生物到生物的過(guò)渡形式，生物大分子首先形成了病毒的結(jié)構(gòu)后，再由此產(chǎn)生原始細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。但隨著對(duì)病毒研究的深入，發(fā)現(xiàn)這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。病毒是不可能在細(xì)胞之前起源的。

還有一類稱為支原體的微生物，它們可以說(shuō)是現(xiàn)代最小最簡(jiǎn)單的細(xì)胞。支原體能獨(dú)立生存，除了可以在細(xì)胞中寄生繁殖，還可以在無(wú)細(xì)胞的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)繁殖。它們多為球形，比細(xì)菌小得多，直徑只有0.1～0.3um，從體積上來(lái)說(shuō)是一般細(xì)菌的1/1000，只相當(dāng)于一些病毒的大小。支原體能引起多種人和其他動(dòng)物的疾病，在植物中也發(fā)現(xiàn)有寄生的支原體存在。

支原體細(xì)胞的結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，只具有作為細(xì)胞所必需的結(jié)構(gòu)。支原體的外圍是細(xì)胞膜，其內(nèi)細(xì)胞質(zhì)中只有核糖體這種細(xì)胞器官，數(shù)目有上千個(gè)之多。至于支原體的基因組，則為雙鏈DNA，散布于整個(gè)細(xì)胞內(nèi)，沒(méi)有形成核區(qū)或類核。在這種細(xì)胞內(nèi)，含有DNA、RNA和多種蛋白質(zhì)，包括上百種酶。可見(jiàn)盡管支原體很小，但在結(jié)構(gòu)和機(jī)能上是可以與其他較為復(fù)雜的原核細(xì)胞比較的。所以，它們是一類完整的生物。

那么，最原始的細(xì)胞是什么樣的？下面是一些合理的推測(cè)。

地球無(wú)機(jī)物質(zhì)主要由二氧化碳、水和氮等化學(xué)物質(zhì)組成。在地球自然形成的具備生命出現(xiàn)的天然條件下，由于有天然的南北兩極和地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的特征，使地球表面出現(xiàn)了溫差而產(chǎn)生風(fēng)和引力。在風(fēng)和引力的作用下，會(huì)引發(fā)液態(tài)水翻起波浪和進(jìn)行水流運(yùn)動(dòng)。波浪和水流不停地沖擊地球物質(zhì)——塵粒，并在太陽(yáng)能量的作用下，使塵粒物質(zhì)（二氧化碳、氮）和液態(tài)水出現(xiàn)物理化學(xué)反應(yīng)，并在一定時(shí)間的化合作用下，使無(wú)機(jī)的塵粒物質(zhì)發(fā)生變化，并由無(wú)機(jī)物質(zhì)向有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)變，從而形成一個(gè)有感覺(jué)的微小生命體。這種在地球上出現(xiàn)的生命體，統(tǒng)稱它為單細(xì)胞。

單細(xì)胞形成之初是非常微小的，人類眼睛是無(wú)法能看見(jiàn)的。由此可見(jiàn)，單細(xì)胞形成的物質(zhì)本質(zhì)，是二氧化碳、氮和液態(tài)水通過(guò)物理化學(xué)反應(yīng)所形成的。單細(xì)胞除天生有感覺(jué)外，還天然具有染色體和線粒體這些化學(xué)物質(zhì)，為今后逐步進(jìn)化形成各類型細(xì)胞生物物種打下天生遺傳、復(fù)制和記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。

同時(shí)，它還具有自養(yǎng)和異養(yǎng)兩種不同特征的天然屬性。自地球形成上述的自然條件之后，單細(xì)胞就能持續(xù)誕生，正因?yàn)閱渭?xì)胞具有天然的自養(yǎng)和異養(yǎng)屬性，它們的誕生就有二氧化碳、液態(tài)水和氮物質(zhì)為其提供天然的生存要素。由此可以得出一條定律：自然界只要有穩(wěn)定的液態(tài)水形成，就會(huì)有生命的持續(xù)誕生。科學(xué)家從湖泊、海洋中提取液態(tài)水樣本時(shí)發(fā)現(xiàn)有數(shù)之不盡的單細(xì)胞和初級(jí)的多細(xì)胞生命存在。

綜上所述，單細(xì)胞是由二氧化碳、氮和液態(tài)水三者化學(xué)反應(yīng)所形成的有機(jī)化合物。在形成單細(xì)胞的過(guò)程中，水化和氧化起到重要的作用。因而，這種物質(zhì)永遠(yuǎn)離不開(kāi)液態(tài)水和適中氧氣作為其今后繁衍的支撐要素。單細(xì)胞也稱為有機(jī)分子，它天然具有感覺(jué)、遺傳、自養(yǎng)和異養(yǎng)四重屬性。

最原始的細(xì)胞的進(jìn)化首先是其內(nèi)的“基因組”向復(fù)雜化和多功能化的發(fā)展，所以導(dǎo)致蛋白質(zhì)生物合成的出現(xiàn)，進(jìn)一步通過(guò)自組建立起比較完善的膜系統(tǒng)和合成蛋白質(zhì)的“機(jī)器”——核糖體，這樣就形成了現(xiàn)代細(xì)胞系統(tǒng)的雛形。這種細(xì)胞可能類似現(xiàn)代的枝原體。再發(fā)展下去，通過(guò)建立比較完善的能量代謝系統(tǒng)，而且基因組相對(duì)集中，形成類核，就進(jìn)化為原始的細(xì)菌類；如果還建立光合作用系統(tǒng)，就進(jìn)化為原始的光合細(xì)菌，成為現(xiàn)代藍(lán)藻的祖先。

真核細(xì)胞的演化

真核細(xì)胞是含有真核（被核膜包圍的核）的細(xì)胞。由真核細(xì)胞構(gòu)成的生物為真核生物。

真核細(xì)胞能進(jìn)行有絲分裂。除細(xì)菌和藍(lán)藻植物的細(xì)胞以外，所有的動(dòng)物細(xì)胞以及植物細(xì)胞都屬于真核細(xì)胞。真核細(xì)胞的形成是生物進(jìn)化的一件大事，它標(biāo)志著一個(gè)偉大時(shí)代即將到來(lái)。

細(xì)胞核的起源

早在35億年前，當(dāng)細(xì)菌成功地形成菌落，開(kāi)始踏上征服整個(gè)地球的旅程時(shí)，一個(gè)模糊的分支開(kāi)始向著一個(gè)奇怪方向進(jìn)化。這個(gè)分支對(duì)于細(xì)菌大家族來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)直就是個(gè)“旁門左道”。可是20億年之后，這個(gè)旁門左道就演化成各種龐大的類群，包括原生生物、植物、真菌和動(dòng)物，還有人類。它們極大地不同于前面我們提到的任何細(xì)菌，因?yàn)樗鼈儞碛姓嬲募?xì)胞核，核物質(zhì)位于細(xì)胞核內(nèi)，有核膜包被，因此稱為“真核細(xì)胞”。而細(xì)菌這樣的原核細(xì)胞雖然也擁有核物質(zhì)，但它們只是裸露地存在于細(xì)胞內(nèi)的特定位置，稱“類核”或“擬核”。

從原始的原核細(xì)胞進(jìn)化為真核細(xì)胞，最關(guān)鍵的一步就是細(xì)胞核的形成。細(xì)胞核主要由核膜、染色質(zhì)、核仁和核質(zhì)等組成。

核膜是雙層膜，分為外膜和內(nèi)膜。外膜的某些區(qū)域常常和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)直接相連，而且外膜的外表面常有大量核糖體附著，就像內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一樣。核膜上有很多小孔，稱“核孔”，它們是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的物質(zhì)通道。

染色質(zhì)是細(xì)胞核內(nèi)由DNA和蛋白質(zhì)所組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。核仁則是細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄RNA和裝配核糖體的部位。