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 凶猛、多情、好动---海绵的性格并不"绵"
gdfoam / 2015-01-26

 

 
  索金在了解真菌之前先了解了海绵。
  海绵细胞的主要成分是碳酸钙或碳酸硅以及大量的胶原质。在海绵的管壁上,长有摆动的长须(cilia),长须能从海水中滤掉废物,留下营养。不论海绵的体积多大,所需要的食物只要能满足每一个细胞就够了,并不贪婪。当然,海绵中也有"凶猛"者。在夏威夷生长的火海绵能够分泌毒液,给其它动物造成剧痛;生长在地中海的一种海绵,则具备诱骗小甲壳类动物的能力,能够伸出锋利的刺把它们团团围住,饱餐一顿。
  海绵也是最早的有性繁殖生物,大多数的海绵都是雌雄同体的,能够同时产生卵子和精子并排入水中。精子会一直在海水中遨游,直到找到另一个海绵管道的接收入口。
  海绵的多情还表现在:它还有另外一种生殖方式---如果一块海绵遭受外力破坏,被拆散了的细胞会在海水中寻找同伴,然后重新聚在一起,仿制出一块与它们父母辈相同的海绵。海绵受伤以后,不会用新细胞代替旧细胞的方式愈合伤口,而是调动旧的细胞到创伤处,阻止伤口进一步蔓延。
  就这样,海绵很潇洒地生活在水下,并为周围成千上万种生物提供庇护所。此外,海绵其实很好动。1986年美国北卡罗来纳州大学的生物学家卡尔汗·邦德(CalhounBond)就发现,海绵并不是静止不动的,他通过精密仪器观察到,海绵的边缘会像肢体一样帮助自己移动,有的一天能移动4毫米,有的居然能爬上玻璃容器壁。
  从一百五十万分之一概率中找答案---遗传因子分析像大海捞针
  以往,科学家判断动物之间的联系主要依赖于观察动物外观,包括化石来判断。如果两种生物拥有共同的特征,比如爪子,就会被认为具有某种亲属关系。随着基因技术的突飞猛进,利用基因分析寻找生物源头开始了实际应用。上世纪70年代,索金的导师卡尔·乌伊斯(CarlWoese)就开始了这方面的研究。1989年索金成立了实验室,接过导师的课题继续研究。索金把研究方向集中在基因的进化以及寄生虫方面,他希望通过这些研究,回答导师提出的问题:生命最重要的单位,细胞是如何形成的。
  基因分析并不是比较某些生物的全部基因构成,而是通过比较某些生物共有的基因段,分析其中的差异来判断两者之间的关系,如果两者有相似的基因排列,并且带有同样的基因特征,那么就可以推论两种生物具有同一个祖先。如果基因排序非常不同,那就可以知道它们在很早以前就分叉,朝着不同的方向进化了。
  索金希望在这种理论指导下,采用核糖体RNA手段,建立一个客观的动物进化结构方程式,他从极为罕见的古菌(archaea)的基因排序入手,从浮游生物、真菌、海绵、水母、海葵、软体动物中提取DNA,比较它们的基因排列顺序,比较核糖体RNA,并且应用十进位计数法,来计算它们与昆虫、鱼类、鸟类、哺乳动物之间的关系。
  20多年前,基因技术还刚刚起步,这样的计划在当时是非常有远见的。在上世纪80年代初,科学家确定红海绵的一个遗传因子就要消耗一年的时间,所有的工作都是手工操作。几年之后,他们能在一年内分析10~15个因子。今天,索金已经能在一夜之间做1000个因子分析了。但即便是今天,一段特定的染色体组也可能包含着30亿对基础对,要找出2000对的关系,概率为一百五十万分之一,因此,要找到答案仍然像是大海捞针。