约公元前14亿年—真菌

除了霉菌和可食用的蕈菇类,般人实在不觉得真菌是一种重要的生命形态,然而真菌对我们的生活却有重要影响。真菌帮忙分解并回收环境中已经死亡,或是正在衰败的有机物质。除了菇类、羊肚菌和松露,有些真菌还可以帮助奶酪熟成,酵母菌可以用来制作面包、酒精饮品和化工原料。此外,人类史上最重要的药物青霉素(penicillin)和预防移植器官产生排斥作用的环孢素(cyclosporine),都是由真菌提炼而成的药物。10万种真菌中有三成是行寄生生活的页菌或病菌。植物是真菌最喜欢攻击的目标,严重影响水果收成,并引发美洲栗疫病(Americanchestnut tree blight)、荷兰榆树病(Ducth elm disease)和麦角病(ergotism)。944年,法国有4万人因麦角病而死,而著名的塞冷郡女巫审判事件,那些因产生幻觉而被当作女巫的人,可能就是麦角病的代罪羔羊。真菌也会戚染皮肤造成香港脚、念珠菌症,以及危及性命的系统性感染。

过去将真菌纳为植物。真菌生长在土壤中,行固着生活并且具有细胞壁。但是分了证据显示,真 菌跟动物的亲缘阅系比较相近,至少在14亿年前水中的单细胞共祖演化而来。最古老的陆生真菌化石 已有4亿6000万年的历史。

除单细胞真菌(例如酵母菌)以外,真菌的组成单位是菌丝(hyphae),菌丝外环绕着含有几丁质(chitin)的细胞壁,几丁质同时是昆虫外骨骼的主要成分,真蓝的细胞壁并不如植物是由纤维素(cellulose)组成的。菌丝的顶端分支彼此交缠而成菌丝体,菌丝体产生子实体,子实体产生具有生殖功能的孢子。

不像动物会摄取食物,也不像植物会 生产食物,真菌透过几种不同的方式获得营养:作为异营生物时(heterorroph)’真菌 吸收环境中的养分;行腐生生活时,真菌分泌酵素分解活/死细胞中(倒木或动物遗骸)的大型有机分子,变成真菌可以吸收的小分子养分;行寄生生活的时候 , 真菌会分 泌另一种酵素可以穿透细胞壁,藉以吸取生存所需的养分。

酵母菌、霉菌和菇类都是真菌,既是人类的食物来源(菇类、松露),又可藉由发酵作用制作面包和酒梢饮品(酵母菌)。在凝乳中接种特选的 真菌,可以为奶酪增添特殊的风味和口感。

植物藉由光合作用获得自身所需的养分

植物藉由光合作用获得自身所需的养分; 其菌从环境中吸收已分解的营养物质(例如已分解的生物残骸或动物的排遗) ; 动物则是吃其他生物维生。至于原生生物如何获取营养,目前没有概括性的通论。从这个角度出发,藻类像植物,黏菌像真菌,阿米巴原虫则像动物。近年来,原生生物适切的分类地位和演化史几经修正,而且还传分析的结果显示,有些原生生物和动物及真菌之间的亲缘关系, 甚至比跟其他原生生物还要亲近。

细胞核是细胞内最大的胞器

细胞核是细胞内最大的胞器,内有携带遗传信息且缠绕成染色体的DNA。真核细胞的增殖方式有两种: 其一是有丝分裂( mitosis ) ,一个细胞会产生两个遗传背景完全一样的子细胞; 其二是减数分裂( meiosis),成对的染色体分离,每一个子细胞拥有的染色体数目是母细胞的一半。真核细胞域, 生命三域中的第三域,包含多细胞生物组成的动物界、植物界和真菌界,以及多数为单细胞生物的原生生物界。就目前所知,原生生物是最多元,数量也最多的真核生物。想要区别真核细胞域中的不同生物界,可从生物获得营养的方式来判别。

所有先进的生命形态都具有真核细胞

所有先进的生命形态都具有真核细胞。距今约16亿至21亿年前,据信是从原核生物透过内共生作用( endosymbiosis) 演化而来的真核生物出现在地球上。真核细胞的体积比原核细胞大10倍,更有组织也更复杂。真核生物的形状大小有极大差异,小如阿米巴原虫、红藻,大如鲸鱼、恐龙。原核细胞和真核细胞最主要的差异在于,真核细胞的细胞核和细胞内的胞器,外层都有膜包覆。各自区隔开来的空间,让胞器能够更有效率的执行能量转换、消化营养物质、合成蛋白质等特定功能,使细胞内可同时进行多项功能而不会互相干扰。

藻类依据颜色分为三大类群: 红藻、绿藻和褐藻

藻类的分类方式,有些是依据细胞核的有无,区分为真核或原核生物,或者依据它们的栖地进行生态上的分类。从1830年起,藻类依据颜色分为三大类群: 红藻、绿藻和褐藻,这是因为光合作用中的辅助色素遮蔽叶绿体的绿色。目前已知的红藻约有6000种,所在的海域深度不同,会造成色彩浓淡的差异。红藻是热带海洋温暖海域中最常见的藻类,多数红藻是多细胞生物,其中最大型的就是海藻。绿藻门有超过7000种绿藻,主要出现在淡水域。

藻类的异质性挑战众人普遍接受的生物分类方法

藻类的异质性挑战众人普遍接受的生物分类方法。有些藻类具有原生动物和真菌的特征,由10亿年前的藻类演化而来。各种藻类、之问亲缘关系并不亲密,也没有形成单一的演化支系。25亿年前,地球大气层的氧气含量突然剧增,据信是因为蓝绿藻行光合作用的原因。红藻和绿藻从藻类共祖演化而来,演化时间超过10亿年,最古老的藻类化石,年代可回溯至15亿年前。绿藻的演化支就是陆生植物的祖先所在位置,有些生物学家认为应该把绿藻纳入植物界的范畴。

藻类是形成食物链的基础

藻类是形成食物链的基础。从简单的单细胞生物或拥有数百万细胞的多细胞生物,都包含在藻类的范畴里。就大小而言,藻类横跨七个数量级,从直径一微米的微胞藻,到长达60公尺的大浮藻都包含其中。藉由光合作用,藻类可以利用二氧化碳和水形成有机食物分子,是所有海洋生物赖以生存的食物链的基础。氧气是光合作用中的副产品,全球陆生动物呼吸所需的氧气,有30至50% 由藻类生产。原油和天然气是古代藻额行光合作用而遗留下来的产物。

人类疾病有半数都由细菌引起

到目前为止,多数已知的原核生物为细菌,有些细菌和其他动物间存在共生或互利的关系。科学界对细菌了解比较多,因为多数疾病和细菌有关。据估计,人类疾病有半数都由细菌引起。在显微镜下检视细菌的时候,可发现细菌有许多形状,最常见的有球状、杆状、螺旋状或弧状。因为细胞壁内的化学成分不同,对革兰氏染剂会有不同反应,可藉此把细菌分为革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌,在临床医学上,对于诊断或以抗生素治疗感染性疾病,这种分类方式有很重要的指示作用。

乌斯及福克斯的生命分域说 三域中有两域

根据乌斯及福克斯的生命分域说,三域中有两域,即古菌及细菌两域都是原核生物。细胞核、胞器及细胞中真有特殊功能的结构(如核糖体和粒线体) . 外层都没有膜。原核细胞内的细胞质,是呈现凝胶状的液体,次细胞物质悬浮其中. DNA 位在细胞质的拟核心(nucleoid ) 区域。古菌拥有惊人的适应能力, 能够在少有生物能存活的极端环境中生存繁衍,如嗜极端生物( extremophile ) 之类的古菌域生物, 能够生存于火山热泉, 还有古菌生物可以生存在犹他州大盐湖中,这里的盐度比海水高出10倍。

地球上首次出现生命大约是40亿年前的事

地球上首次出现生命大约是40亿年前的事,此时地球形成已经有6亿年。原核生物是地球上最原始,数量也最多的生命形态。原核生物能够这么成功, 有几个关键因素: 首先,多数原核生物具有细胞核,保护细胞外还能维持细胞的形状。此外,多数原核生物真有趋性,是一种向营养物质和氧气移动,并远离有害物质的本能。更惊人的是, 原核生物可以透过二分裂,将原本的细胞一分为二,达到快速无性生殖的目的,藉此适应不利的环境。