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大腦會是一種寄生生物嗎?

前段時間看到有位網友提出“大腦有沒有可能是一種寄生生物?”

首先,大腦肯定不是寄生生物!為什麼這樣說?最核心的證據就是,腦細胞和其他體細胞擁有完全一緻的全套基因組。而無論是寄生還是互利共生等,都是要求兩種生物,即便是内共生,也必須有兩套基因組。

大腦會是一種寄生生物嗎?

今天我就從生物鑒定的标準以及寄生角度來說說這個話題。

01,從生物鑒定的金标準來看

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以我了解較多的線粒體為例

線粒體跟人類基因組完全兩碼事。線粒體基因組長度16569,編碼37個基因,主要是呼吸鍊相關的;人類核基因組長度30億,編碼2-3萬個基因,包括全部内容。

二者從序列上沒有同源性!而腦組織和其他組織的基因組都是人類核基因組

現代生物學分類鑒定的金标準就是根據基因組而非外形特征,因為過去很多分類方法容易出錯就是這樣,有的長的不同其實是一個屬,有的長的很像其實分類很遠。比如長的像老鼠的樹鼩其實是人類近親,而藏獒和茶杯狗看起來完全是倆物種,但是連生殖隔離都沒有。

既然基因上大腦跟人體其他組織一緻,那麼,明顯這是同一種生物。

02,從寄生角度看

一、人是由受精卵發育起來的,如果寄生,何時入侵感染的?

二、人體所有器官性狀都是由23對染色體編碼的,代代如此,個個如此(唐氏例外),如果是寄生,不會整合到基因組的

三、神經系統非常古老,而且并非突然出現,隻是多細胞生物功能多樣化的結果

最後,你提到内共生假說,其實,内共生和寄生完全是兩碼事。一些基因是可以被我們吸收被整合掉,但是一旦整合了,那麼就形成了新的系統,不再分彼此,服從整個系統的表達調控。就像,你把線粒體單獨分離出來,無法還原成最初的細菌和最初的生命。

要說人體寄生,蛔蟲,血吸蟲才是典型的寄生。并非天然産生,而是在後天形成的。

順便說一下,這其實有點悖論,如果是兩種生物,那就是寄生,如果其中一種被整合掉了,那麼,就不再是寄生了,而是變成同一種生命了。這種情況倒是非常常見,我們基因組裡就有很多這樣的印記,比如數百萬年前入侵人類基因組的病毒改變了人類胚胎幹細胞中基因的開啟和關閉模式。

03,補充之一——内共生假說

内共生假說就是說線粒體和人細胞本身是各自獨立的,最後前者被吞進細胞後成為細胞的一個細胞器,但還擁有自己的一套DNA

内共生的證據就是線粒體有自己獨立的DNA,以及其雙層膜系統。

但是線粒體并不能獨自存活,雖然它可以合成37個基因,但是其他必需的基因,比如合成機器等都需要體細胞來幫它合成。沒有體細胞,線粒體就是死路一條。是以可以形象地認為是一國兩制。

就比如線粒體和葉綠體就是内共生。之是以說它們是内共生,難道僅僅是因為一個能發熱一個能吸光?當然不可能了,要是它倆特殊,那高爾基體還是個進階技工,内質網還具有進階膜法,核糖體更是新東方廚師,那為什麼麼我們從來都不提他們是内共生呢?就一個根本原因,葉綠體和線粒體有自己的一套基因組,這套基因組跟人體和植物體完全不一樣,反而是跟細菌非常類似(環形DNA,70s核糖體,其實氨基酸是N-甲酰甲硫氨酸),是以才會有内共生假說。

以下是猜測其形成過程。我認為,前提有二

一,那個時候,地球還是單細胞生物。這個理由嘛,就是如果是多細胞,吞噬了線粒體,就無法保障每個細胞都擁有線粒體了。

二,線粒體和體細胞已經出現了各自獨立的界,線粒體屬于細菌界,體細胞屬于真核界。這個理由主要是依據二者基因組不同。

這個時候,線粒體就是一個狂熱分子,瘋狂的制造能量,而且繁殖快。

體細胞呢,這個時候已經是具有較進階功能的細胞了,他們不像線粒體那樣隻為了生産能量,而是均衡了自己的功能,比如有的負責産熱,有的負責吸收,有的負責代謝,有的負責合成,還有執行其他功能的。

有一天,有一個體細胞突然一不小心吞進了一個線粒體,這個非常常見。因為細胞就是靠胞吞來吸收較大的物質的。

然後,進去,可能這個細胞的消化能力一般,畢竟它是個全能選手,不可能單獨去進化出很牛逼的消化功能(全能代表着全面發展而非偏科)。然後二者一瞅,呀,互利共生。線粒體這個偏科王子提供能量,至于如何擷取糖脂蛋和合成蛋白,就不用他操心了,而體細胞提供給他所有的東西,然後汲取能量。

于是二者從此過上了幸福的生活。

04,補充之二——為什麼體細胞沒能直接整合線粒體基因組

這也是我上述内共生的依據之一,就是DNA。

我提出了分界理論,就是因為,線粒體的DNA跟細菌類似,而體細胞的DNA則不然。這裡的類似可不是随便說的,而是二者在堿基組成,RNA組成以及使用密碼子上的物種差異,這是屬于細菌和真核生物的差異。

我認為沒有整合的直接原因就是基因組太不一樣了,不好整合。而病毒基因組可沒那麼大。至于消化成堿基,肯定有n多線粒體祖先這麼被消滅了,隻有一個被保留了。

05,補充之三——關于線粒體母系遺傳

有人問到為什麼要消滅掉父系的線粒體。其實,嚴格意義上講,并未消滅。

一來,精子攜帶的線粒體太少了,跟卵細胞比起來,九牛一毛,是以被稀釋了

二來,有證據表明,至少在受精卵時期,體内仍可以找到來自父系的線粒體。之後哪去了,應該是被降解或者稀釋了,但也有一例病人其體内線粒體出現了父系的。

這在生物學上叫做線粒體異質性,父系來源是一個非常非常小的原因。

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