线粒体起源新说
查字典生物网
2016-09-25
美国弗尼吉亚大学的两名研究人员认为，线粒体的前身很可能是一种寄生菌。
就连初中生都知道，线粒体是“细胞的能量工厂”，这一细胞器的起源可追溯到约20亿年前。尽管科学家在19世纪就发现了这些供能者，但关于它们是如何进化成细胞的重要器件的，仍没有一致的说法。
线粒体的祖先是一种非寄生性细菌，被另外一种单细胞生物摄入体内。大多数生物学家认为，该细菌有利于宿主：其中一种假说是，线粒体的前身，也就是那些细菌，能提供氢，帮助宿主细胞产生能量。另一些研究者则认为，20亿年前，当大气中的氧含量激增时，厌氧细胞需要这些细菌清除掉大气中的氧，因为氧气对厌氧细胞来说就像是毒药。不管怎样，它们共处得相当和谐，以至于最终发展成相互依存的长期关系。
根据最新的一种线粒体进化树，美国弗尼吉亚大学的吴旻（Martin Wu）和王璋（Zhang Wang）分析了线粒体的进化过程，提出了一种新的可能性：线粒体的前身很可能是一种寄生菌。通过分析与细胞器亲缘关系最接近的现存细菌的基因组，吴旻和王璋构建出了这种新型的线粒体进化树。通过这些DNA数据，吴旻推断，线粒体与如今的病原体“立克次体”（Rickettsiales）具有相同的祖先，均由一种古细菌演化而来，这种古细菌会产生一种能窃取宿主能量的蛋白质。然后，在进化过程中的某一阶段，寄生菌失去了“偷窃”基因，却获得了另外一种能为宿主提供能量的基因，从而具备了如今线粒体所具有的功能。
不过，其他科学家对这篇论文的结论持反对意见。美国马萨诸塞大学阿默斯特分校研究线粒体起源的丹尼斯·瑟西（Dennis Searcy）表示，两位作者在得出线粒体起源于“立克次体”这一结论时，对进化树的解释是错误的。这一错误的推断显然会导致错误的分析结论。加拿大戴尔豪斯大学研究线粒体进化的迈克尔·格雷（Michael Gray）认为，细胞器进化得太快，我们很难确定线粒体应该放在进化树的哪一分支上。
吴旻坚持认为，在这项研究中，他们已经尽可能地减少了错误，但他也承认，在指明线粒体的起源关系时还需要一个更好的模型。他说：“显然，我们还要做更多的工作，进化树上也有诸多空缺等着我们去填补。”
