从原核生物到真核生物的进化

摘要：从原核细胞到真核细胞，细胞的结构和功能都产生很大变化，从进化角度分析，这种变化是怎样产生的？查阅了相关资料后，从两个方面对原核生物到真核生物的进化进行了探讨。

关键词：原核细胞 真核细胞 生物膜系统 分裂方式

学习了生物进化后，笔者对真核生物的出现产生了强烈的好奇心。从进化的历程看，生物进化的顺序是从低等生物到高等生物。真核生物在原核生物之后出现，其结构和功能更为复杂。那么，从原核生物到真核生物，从结构到功能，生物发生了怎样的变化呢？查阅了相关资料后，笔者浅显地归纳了下面两点。

一、生物膜系统的进化

原核细胞中的生物膜只有细胞膜。真核细胞除了细胞膜外，还有细胞器膜、核膜。因为这些膜在成分上很相似，功能上也有联系，因此我想它们是可以相互进化的。那么，如此复杂的生物膜系统是怎样进化而来的呢？

大多数人认为，细胞膜内褶皱形成内质网，内质网进一步曲折，把核区包裹起来形成核膜。然后原始内质网可进一步分化为高尔基体、溶酶体等细胞器。这种观点可以解释各种生物膜的组成成分和结构的相似性，并能解释单层膜结构细胞器的特点，以及核膜为何是双层膜结构。然而，此观点仍存在不足，因为真核细胞中存在着两种特殊的细胞器――叶绿体和线粒体，他们不仅是双层膜结构，而且存在遗传上的独立性，即含有少量的DNA，这又如何解释呢？

我记得有一道题目中提到过“叶绿体是蓝藻和细菌的共生体”，这句话给了我很大的启发。于是我查了相关资料，发现确有此说，就是美国学者Margulis提出的“内共生学说”。该学说认为，较大的原核细胞可吞入其他较小的原核细胞，它们便产生了共生关系，以后逐渐特化为其中的一种细胞器。例如，被吞入的需氧型细菌可变化为线粒体；被吞入的具有光合作用功能的蓝藻则变为叶绿体，如此，便逐渐完成了向真核细胞的进化。

二、细胞分裂类型的进化

了解相关信息后，我知道原核细胞的分裂方式为二分裂。当其分裂时，复制后的DNA随细胞膜上的间体彼此分开；同时，细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长，形成隔膜，将细胞质分成两半，形成两个子细胞。

真核细胞则进化出有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种分裂方式，其中基本的分裂方式是有丝分裂。与二分裂不同的是，有丝分裂和减数分裂过程中都有染色体的出现，在细胞分裂间期，以丝状的染色质的形式散漫的分布在细胞核中。当进入分裂期后，丝状的染色质便高度螺旋化，形成又短又粗的杆状染色体。细胞分裂结束后，染色体会解螺旋，重新成为丝状染色质。从二分裂到有丝分裂、减数分裂，这样的变化具有深刻的意义。

细胞的分裂方式虽然不同，但一般都是将带有遗传信息的DNA均等分配到子代细胞中去，以保证遗传的稳定性。显然，在细胞分裂时，杆状的染色体比散乱分布的线形DNA更有利于被均分。并且，有性生殖的生物在减数分裂过程中，还实现了基因重组，增强了生物变异的多样性，使进化速度明显加快。

总之，从原核生物到真核生物，细胞的结构和功能不断地完善，这使得生物的适应性、变异性更强。正是因为这样，生物界才充满了异常的神奇色彩。