多细胞雏形

我们今天能够对远古的多细胞生物进行窥探的机会,来自一种被称为黏菌的生物。它们既不是植物,也不是动物,而是10亿年前进化过程中的幸存者,实际上并没有大量存在过,然而它们确实传递给我们一些有意义的信息。可以认为它们是介于单细胞和多细胞之间的一类生物。

黏菌由与变形虫相似的单细胞异养原生生物组成。这些生物在生活条件良好的环境中像变形虫那样四处移动来搜寻食物,通过吞噬和细胞内消化来获取食物。但如果环境中食物稀少,黏菌细胞之间就会交换一种叫做环腺苷酸(cAMP)的化学信号,使它们聚集成一团。

这种细胞聚合物可以爬动,有时这种结构通过有性过程产生一种特殊的受保护的细胞,我们称之为孢子,它们脱落后在条件不利时一直保持休眠状态。当环境好转时,孢子开始成熟,呈变形虫状结构,又继续其单细胞生活方式。

黏菌这种通过细胞之间的协作来形成孢子的现象,在许多植物和真菌中普遍存在。

细胞群集

细胞以单细胞形式存在了30亿年。细菌至今依然如此,它们有时确实相互靠近形成菌落,但菌落并不是真正的多细胞生物。

真核细胞出现以后,也以单细胞形式存在了几亿年,在6亿～7亿年以前并没有多细胞生命的任何迹象。在当今世界上,单细胞原生生物依然比比皆是。

究竟是什么原因促使一些真核细胞聚集在了一起?有人提出了一种可能的原因,他们认为:细胞之间的相互聚集在最初的时候只不过是随机突变的结果。但是一旦细胞聚集在一起,由于群集的方式比单细胞形式更容易繁殖成功,在很多时候也更容易抵御不良环境,于是它们继续保持群集生活,并迅速产生和分化出植物界和动物界。

实际上,也正是因为很多细胞聚集在一起成为一体,才使原本相同的细胞之间有可能产生结构和功能上的分化,某些细胞才能行使并强化某种特定的功能,而不必分散“精力”去顾及其他功能,因为其他的工作已经有别的细胞“代劳”了。这样一来,整个多细胞生物体的结构就变成了“强强联手”的大型集团。它们征服地球的梦想便不再遥远。