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親緣關係樹基幹——最後共同祖先LUCA『不簡單』有『2600個基因』?
2026/07/06 21:35:27瀏覽17|回應0|推薦0

目前生物學界在生物物種的分類是以演化親緣關係由低等至高等的樹狀圖概念予以分類的。目前主流學術界所採用的生物分類系統,則是由演化論者作為「系統分類學家」(Systematists)的學術共識所主導與決定的。現代分類學的核心原則是演化親緣關係學(Phylogenetics),主要透過分析DNA、蛋白質序列或形態                                                              

三域說與二域說的棘手難題——細胞膜分子結構大不同的化學矛盾

      真核生物域生物的四個界與真細菌域它們的細胞膜結構均是以『雙層甘油磷脂質』(甘油=丙三醇,具有三個碳原子)形成其基本架構(圖2-5左),而此種甘油磷脂質是以第3號碳原子連結磷酸基形成的2號碳『G-3-P手性』(圖2-5右)。而古菌的細胞膜之構成材料的甘油2號碳則是『G-1-P手性』。

圖2-5(左) 1972年,美國加州大學的辛格和尼克森提出真核生物域細胞膜(真細菌域也相同)的流體鑲嵌模型(Fluid Mosaic Model)解釋細胞膜的各種現象,是目前生物學界被最廣泛接受和認可的觀點。這種觀點主張,構成膜的蛋白質和雙層磷脂類分子具有鑲嵌關係,而且膜的結構處於流動變化之中。大量實驗結果支持流動鑲嵌模型的理論。在流動鑲嵌模型學說中,膜中的甘油磷脂質分子以雙層排列,構成了膜的基本結構。

圖2-5(右) 在上半部(甘油-1-磷酸,Glycerol-1-phosphate,屬於古菌域細胞膜)的甘油磷酸分子結構圖中:2號碳(手性碳)的 OH 是黑色實心楔形(solid wedge)。在立體化學表示法中,黑色實心楔形代表鍵朝向觀察者,也就是「突出紙平面」。而在下半部(甘油-3-磷酸,Glycerol-3-phosphate,屬於真核生物域與真細菌域細胞膜)的甘油磷酸分子結構圖中:OH 是虛線楔形(hashed wedge)。(凹入紙平面,遠離你)另外兩條普通實線則表示位於紙平面內。圖片來源:維基百科關鍵字『細胞膜』,授權:CC BY-SA 3.0;『甘油-3-磷酸』授權:公有領域;英文關鍵字『Glycerol 1-phosphate』授權:公有領域。

  1972年,美國加州大學的辛格和尼克森提出真核生物域細胞膜(真細菌域也相同)的流體鑲嵌模型(Fluid Mosaic Model)解釋細胞膜(或生物膜)的各種現象,是目前生物學界被最廣泛接受和認可的觀點。這種觀點主張:構成膜的蛋白質和雙層甘油磷脂類分子具有鑲嵌關係,而且膜的結構處於流動變化之中。隨後進行的研究有大量實驗結果支持流動鑲嵌模型的理論。在流體鑲嵌模型學說中,膜中的甘油磷脂質分子以雙層排列,構成了膜的基本結構。磷脂質分子為雙性分子,分為親水頭端和疏水尾端,雙層磷脂質分子之頭端(親水端)皆朝向細胞膜內側或外側的水相,因而使脂雙層分子之親水頭端面對細胞內與外,疏水尾端則兩兩相接埋於膜內。膜的另一種主要成分是蛋白質,蛋白質分子有的嵌插在脂雙層基本結構中,有的蛋白質貫穿細胞膜的兩側,有的則僅粘附於脂雙層的內外側表面上。這些蛋白質可能具有四種功能:1.運輸蛋白:跨膜的物質輸;2.酵素:協助細胞進行代謝;3.受體:與外界進行訊息溝通;4.辨識作用:辨別是否有「非自我細胞」入侵。

  目前演化論學者對物種分類的看法上分成『三域說』與『二域說』兩大派系,這兩派其實都拿不出直接的化石證據,但是這樣的在演化的解釋卻造成生物學界的『公說公有理,婆說婆有理』的『兩難』窘境,不同演化途徑有時結果竟分別演化出相似的結構(依演化原理應該生理結構也要不同)!這些窘境進化理論己乎都推給『趨同演化→因環境類似所以天擇演化出相似結構』這樣的說法:

1.    三域派 (Classic 3-Domain)由在1990年沃斯氏進一步提出,如以上所述:將演化親緣關係樹中所有生物物種都歸分於三大的階層之下,即古菌域(Archaea)、細菌域(Bacteria)和真核生物域(Eukarya;即所有『有細胞核』的生物,包含動物界、植物界、真菌界與原生生物界)。進化論學者基於RNA資料的相似性,認為細菌、古細菌、真核生物三者的親緣關係如圖2-5所呈現的樹型關係:古細菌與真核生物擁有較晚近的共同祖先

  這一派遭受的困境是:無法解釋對於古菌域 (細胞膜構成為單層/雙層甘油醚、G-1-P手性、具有支鏈異戊二烯鏈)為什麼其心基因組與真核生物類似,但真核生物域細胞膜模式(雙層磷脂質、G-3-P手性;圖2-5)卻又演化倒退與更原始的真細菌域(也是雙層磷脂質、G-3-P手性;圖2-5)相同最近的全基因組定序技術科學家發現真核生物的「資訊系統」(DNA 複製、轉錄)像古菌,而「操作系統」(代謝、脂質)卻像細菌。這使得三域假說遭遇無法確定演化分支的極大挑戰(註3)。因為根據華生與克里克的『分子生物學』基因表現的法則:DNA(基因組)→RNA(抄寫密碼)→蛋白質(決定遺傳表現)真核生物域與古菌域既有『相似的基因組』,為何細胞膜的遺傳表現會變得極端不同,且甚至是完全不同原理、不同性質的兩種細胞膜系統呢?

    如果分成三個域在親緣關係樹的演化會產生演化論者最不喜歡的細胞膜為雙層磷脂質多系群(Polyphyly):又稱複系群:亦即依某演化分類群包含的生物成員跨越兩個或多個主流演化分支,但這樣的分類群關係卻與三域說的主流演化分支(由三域說演化學者所討論的親緣關係學主流共識形成)牴觸。不同演化枝幹怎麼最後會演化出相同的結構呢?

多系群的歸類為『反主流』的演化概念!換句話說,就是『生物類群的共同特性』竟然與主流親緣關係樹牴觸!也就明明就是『不同分支(不同單系群)』的生物類群,依主流的演化原理應該是隨機突變隨機環境選擇,演化出來的構造應該毫不相似,但彼此之間怎麼竟然還是彼此有極特殊的部分竟然是很類似的!這樣在進化論者上只好說是『趨同演化(convergence)』,亦即環境又變得很類似,所以生物又演化成很類似了。殊不知這樣的推論又可能把進化理論又帶入循環論證(都是你在講的)的風險之中。例如:硬骨魚與人類(後口動物演化分支)和烏賊(前口動物演化分支)依演化原理兩類生物理應截然不同,但若將牠們的眼球切開剖析,你會發現它們竟然都完美具備了相機型眼球(Camera-type eye)的構造:

1.     剛好都有透明的角膜與虹膜(可以控制光線進入的量)。

2.     剛好都有一個圓球狀的水晶體與懸韌帶(可以調節影像的焦距)。

3.     剛好都有充滿感光細胞的視網膜(負責顯像)。

在嚴酷的海洋生存競爭中,要看清獵物和掠食者,這種「相機型」的幾何光學構造是最完美的物理學解法。於是,兩個完全毫不相干,分屬不同演化分支的物種,在相同的環境壓力下,竟然『無巧不成書』地各自摸索出了『同一套設計圖』!更何況廣進化親緣關係樹各類生物這樣例子還不少呢!然而若因此將烏賊的頭足綱與脊椎動物歸併為相機型眼球生物竟然要被視為多系群,違反主流演化共識因此有學者指出:這樣看來,錯誤的可能是進化論本身那一套生物源自單一起源共同祖先由簡趨繁的廣進化的假設

約翰尼斯堡大學地質學博士凱特.拉希金(Casey Luskin)曾指出進化理論解釋的此種風險可能是肇因於進化論本身(單一起源共同祖先、由簡趨繁的概念)的假設(A廣進化成B)就是錯的(註4):

『當生物學家無法建構親緣關係樹時,他們常常會暫時訴諸其他過程來解釋那些不符合親緣關係樹狀模式的資料。其中一種解釋是『趨同演化』。演化生物學家假設生物在不同的演化譜系中獨立地獲得相同的性狀,而不是從共同祖先遺傳而來。每當演化生物學家被迫訴諸趨同演化時,這都反映出主要假設(指演化論本身)的失效,以及無法將資料擬合到樹狀模式。文獻中有很多這樣的例子,但幾個就足以說明(演化論本身有)問題了。』

圖2-6 進化論三域派 (Classic 3-Domain;上圖) 二域派(2-Domain/Eocyte;下圖)與所遭遇細胞膜演化上的重大矛盾:紅色框內為細胞膜『雙層磷脂質,G-3-P,脂肪酸鏈』複系群分類生物;綠色框為細胞膜『單層/雙層甘油醚,G-1-P,異戊二烯鏈有分支』。

  三域派的矛盾在於:為什麼真核生物的核心基因組【如同上游資訊系統】與古細菌類似,而細胞膜模式【如同下游操作系統】(雙層磷脂質、G-3-P手性、脂肪酸鏈)真核生物卻又趨同演化倒退到與真細菌(也是雙層磷脂質、G-3-P手性,脂肪酸鏈)相同。並且缺乏中間型態的化石。

  二域派/融合派 (2-Domain/Eocyte): 認為真核生物是古細菌(阿斯嘉古細菌)的後代。但困境是無法解釋為什麼明明是不同的演化分支,細胞膜會在古菌(單層甘油醚、G-1-P手性、異戊二烯鏈有分支)進化為真核生物域的中途,細胞膜「砍掉重練」又被換回真細菌型(雙層磷脂質、G-3-P手性、脂肪酸鏈),並且缺乏中間型態的化石。

 1.    二域派 (Classic 2-Domain): 二域系統是一種將演化親緣關係樹中的所有生物體分為兩個域的生物學分類:古菌域(包括真核生物)和真細菌域。它源自於對古菌多樣性認識的不斷深入,並對被廣泛接受的三域系統提出了挑戰。在1980年代,詹姆斯‧A‧萊克提出了始細胞假說,但由於當時的證據不足,該假說在很大程度上被三域系統所取代。21世紀初,人們對古菌,特別是它們透過與細菌共生在真核生物起源中所扮演的角色有了更深入的了解,這促使始細胞假說重新興起。特別是2017 年,日本科學家發現了一個名為普羅米修斯古菌(Promethearchaeati)的大型古菌界,似乎有證據表明,普羅米修斯古菌具有類似真核生物的蛋白結構(如RNA聚合酶與組織蛋白的相似性;ESCRT-III 蛋白質系統),因此認為真核生物四個界應全數隸屬於『古菌域的分支』(註2)。

  雖然基於細胞結構內部蛋白質的相似性,二域系統認為真核生物是古細菌的後代(即阿斯嘉德古菌是真核生物祖先的假說),但其演化上的困境是:無法解釋為什麼明明是不同的演化分支,為何細胞膜會在古菌(單層/雙層甘油醚、G-1-P手性、具有支鏈異戊二烯鏈)進化為真核生物分支的中途,整個真核生物的細胞膜被「砍掉重練」換成細菌型細胞膜(雙層磷脂質、G-3-P手性、脂肪酸鏈),並且缺乏中間型態的化石細胞膜可是生物體非常重要的生命結構,其上還有數以千計的膜蛋白作為細胞的門戶,又負責古菌與真細菌的能量生產如果親緣關係樹上,真核生物域只是從古菌域演化出來的一個分支,但為何其細胞膜的主結構化學成分(雙層磷脂質、G-3-P手性、脂肪酸鏈)卻與『另一個域』的真細菌域極相似,而不是古菌域呢 (如圖2-5) ?換言之,二域說的演化途徑仍是擺脫不了為何『真核生物分枝』細胞膜最後卻演化為與真細菌界相同的『雙層磷脂質細胞膜』多系群嚴重矛盾(與二域說的主流演化分支牴觸)

真細菌與古菌細胞膜結構矛盾『水火不容』顯示『生物並非單一起源』

   儘管二域說在進化理論發展上佔上風,但進化論學者在科學論文中仍坦承二域說這其中細胞膜成分逐漸演變過程兩大嚴重難題:

1.    物理特性極不相容,不可能混合存在:單層甘油醚與雙層磷脂質兩種手性相反的磷酸甘油骨架很難混合成穩定的生物膜,可能變成混雜的四不像,特性不明確,最後功能上一事無成。進化論者卡弗里歐坦承(註5):

『細菌和真核生物的膜脂由脂肪酸透過酯鍵與甘油-3-磷酸(G3P)連接而成,而古菌的膜脂則具有異戊二烯基烷基支鏈,這些烷基鏈透過醚鍵與甘油-1-磷酸(G1P)連接,導致甘油磷酸骨架的立體化學結構相反。這種「脂質矛盾(Lipid Divide)」引發了人們對微生物生命演化的疑問,因為真核生物被認為起源於古菌,這需要膜組成發生根本性的改變。

進化論者維克托.索喬(Victor Sojo) 在2014年的研究也指出(註6):

『古菌域和真細菌域是親緣關係樹最底層的分支。這兩個類群在形態上相似,並共享一些基本的生物化學特徵,包括遺傳密碼,但它們之間的差異卻十分顯著,堪稱生物學中尚未解決的重大難題之一。這兩個類群的細胞膜和細胞壁組成截然不同,而DNA複製機制似乎也毫不相干。……古菌域和真細菌域在碳和能量代謝、以及膜脂立體化學方面的巨大差異,反映了不同族群中主動運輸作用的兩種獨立起源。……它們在細胞膜和細胞壁、糖酵解、離子主動運輸甚至DNA複製等基本特徵上存在差異。

兩者細胞膜脂質的差異可能是解決生物學中這一重大未解難題的關鍵。古菌的磷脂側鏈通常是異戊二烯類化合物,而細菌的磷脂側鏈通常是脂肪酸。雖然這可能反映了適應性演化,但古菌和細菌在甘油磷酸頭基的立體化學結構上也存在差異。古菌脂質具有sn-甘油-1-磷酸(G1P)頭部官能基,而細菌則使用鏡像結構sn-甘油-3-磷酸(G3P)。目前尚無令人信服的選擇性解釋來說明這些相反的立體化學結構。而相關的酶,古菌中的甘油-1-磷酸脫氫酶(G1PDH)和細菌中的甘油-3-磷酸脫氫酶(G3PDH),在系統發育上也沒有相似性,表明它們是獨立起源的。

2.    細胞膜如何在演化的過程結構大換血?:宿主古菌必須在進化為真核生物的某段時間之內,把自身的古菌細胞膜(單層/雙層甘油醚、G-1-P手性、具有支鏈異戊二烯鏈)完全替換成與原先完全不同的細菌細胞膜(雙層磷脂質、G-3-P手性、脂肪酸鏈),且在這個演替過程中細胞不能崩潰而死亡。但這聽起就像是神話故事。因為在更換細胞膜的演化過程中,稍有不慎,細胞就會因為滲透壓失衡或膜蛋白失效而直接解體。這還沒有考慮真細菌與古菌細胞膜上還有各種特殊的膜蛋白,兩類生物各自不同的酵素系統如何相容呢!進化論學者有試圖提出可能的演化過程的各種猜測,但是仍是屬於各說各話尚無定論的階段!兩種細胞膜結構矛盾,水火不容,誰演化成誰都不對,這樣豈不顯示『生物應非單一起源』呢?

什麼是『最後共同祖先LUCA』?

    談到親緣關係樹基部的最底層,亦即演化理論中太古時代在真細菌域與古菌域之前的最後共同祖先(LUCA;Last Universal Common Ancestor),我們要先談到達爾文在 1859 年出版的《物種起源》(On the Origin of Species)中,於第十五章寫下了著名的論點,這似乎表達了達爾文本人關於LUCA的類似觀點(註7):

「依據伴隨着性狀分歧的自然選擇原理,動物和植物從這些低等的中間類型發展出來,並不是不可信的;而且,如果我們承認了這一點,我們必須同樣地承認曾經在這地球上生活過的一切生物都是從某一原始類型傳下來的。」

  換句話說,LUCA演化生物學推導出來的假設,指地球生物最原始的共同祖先,是地球上所有現存生命的共同起源,但這共通祖先未必是最早的生命進化論者一般相信,最後共同祖先在古太古代出現,距今約42億年。最後共同祖先分化出細菌與古菌,演化成各種生命(註8)。在演化生物學中,因為科學家無法無法挖到35億年之前的細胞化石,因此若要拼湊出演化理論上分子生物學的『最後共同祖先—LUCA』的可能面貌,完全仰賴一套一廣演化概念設計精密的生化計量學大數據技術,如:使用核糖體核糖核酸(rRNA)來予以推斷(註7)。演化論學者所提及的LUCA被認為是一種「標準化、較為現代化」的單細胞級生物物種,已經擁有完美的雙股 DNA、形成通用的64個RNA密碼子,以及與現代生物一模一樣的核糖體工廠,具有精密的F-ATP分子馬達,並擁有了跨越細胞膜運輸的通道蛋白系統。這就是使用「分子回溯或親緣關係重建(Molecular Retrodiction / Phylogenetic Reconstruction)」而試圖勾畫出最後共同祖先的「樣貌」(註8)。但以上所列出的這些『生命的要件』卻顯示這樣貌沒有一項是簡單的,而且全都是『極複雜的分子機器』

圖2-7 1990年的系統發生樹,其中將生物所有的主要類別都連結到了最後共同祖先(LUCA),而這張圖的分類依據是核糖體核糖核酸序列。圖片來源:維基百科關鍵字『最後共同祖先』,由Chiswick Chap-自己的作品, CC BY-SA 4.0

  而"LUCA" 這個現代人朗朗上口的縮寫,是在1994年被正式創造出來的。提出者是法國著名的進化微生物學家帕特里克·福泰爾(Patrick Forterre)。在1994年於法國舉辦的一場關於「早期生命演化」的國際學術研討會上,福泰爾為了方便與會科學家溝通,正式提出了LUCA這個縮寫。這個名字不僅好記,而且在法語和許多歐洲語言中,"Luca" 也是一個常見的男子名(源自拉丁語 Lucas,意為「帶來光明的人」),這個擬人化的雙關語讓這個科學概念迅速在國際學界與大眾科普中流行開來。LUCA之前仍被演化論者認為可能有更古老的共同祖先,但是這場以演化論觀點跨越古生物共同祖先LUCA的時空鑑識工作,主要是透過以下四個層面的步驟與方法進行的(註9;註10):

1. 篩選「全域同源基因」(Universal Homologs):電腦會自動剔除那些只存在於少數物種的特異基因,專門篩選出同時存在於真細菌域與古菌域兩大領域中的「核心基因」。經過極其嚴格的篩選,科學家最終鎖定了大約 355 個核心基因群(Clusters of Orthologous Groups, COGs),這被認為是 LUCA 必定擁有的「最小基因集」。

2. 多重序列比對(Multiple Sequence Alignment, MSA)與概估的分子鐘(Molecular Clock)「起點時間」——進化論者進而推算出樹根主幹 LUCA 活在距今大約 41 至 43 億年前 的冥古宙。

3. 三維結構同源性預測(3D Structure Alignment):科學家不再只比對「DNA 字母」,而是比對真細菌域與古菌域兩大領域中的蛋白質折疊出來的「3D 空間形狀」。如果細菌的某個代謝酶與古菌的某個酶,其 3D 折疊結構(Fold Domain)幾近完美重合,分子生物學家就能突破序列的限制,斷定這個結構域在 LUCA 時代就已經成型。

4. 經由生態學與生化路徑「反推」生活環境:分子生物學家針對LUCA的355 個核心基因群開始進行「功能分類(Functional Annotation)」,看這些基因到底是負責做什麼的:分析認為第一類是依賴鐵、硫、鎳、鋅等金屬簇(Fe-S clusters)的金屬酶基因。第二類是氫氣與二氧化碳的 Wood-Ljungdahl 代謝途徑基因。第三類是耐熱酶(如 Reverse Gyrase,反向旋轉酶,通常存在於嗜熱菌中)。

   正如2024慕迪所率領的研究團隊所述(註10):

 『系統發育分析表明,LUCA的基因組大小至少為2.5兆鹼基(2.49兆鹼基至2.99兆鹼基),編碼約2600種蛋白質,與現代原核生物相當。我們的研究結果表明,LUCA是一種原核生物級別的厭氧產乙酸菌,並擁有早期免疫系統。』

   儘管LUCA經演化生物學家是如何透過程式碼、生化計量與分子回溯,在電腦中模擬出42億年前 LUCA 的生動樣貌,說起來似乎言之鑿鑿,但LUCA的『假定存在』卻暴露出演化理論本身的重大矛盾。這些重大矛盾很少被演化論者談到!

LUCA的細胞膜是哪一種?是哪種都不對!LUCA—最後共同祖先的矛盾

     LUCA—這個演化學者口中的最後共同祖先其理論背後最重要的核心假定,以及它們在科學上面臨的質疑有:

1.真細菌域的細胞膜的基本化學構成是『雙層磷脂質』;古細菌域的細胞膜則是『單層/雙層甘油醚』(如圖2-3)。共同祖先LUCA的細胞膜是哪一種呢?變成是哪一種都不對!

演化學的學術論文對此進行了鋪天蓋地的瘋狂討論,且至今都沒有絕對的定論。這就是演化生物學中著名的「脂質矛盾(Lipid Divide)」!如果』我們去比對現代生物的細胞膜,會發現一個根本性的化學對立:細菌與真核生物: 細胞膜是雙層磷脂質(甘油-3-磷酸 G3P的酯鍵脂肪酸長鏈)。古菌(Archaea): 細胞膜通常是單層/雙層甘油醚、G-1-P手性、具有支鏈異戊二烯鏈,有些高溫古菌還會融合成跨膜單層四醚結構)。既然兩者的細胞膜是手性相反(鏡像對立)、代表製造細胞膜的合成酶完全是不同源的結構,演化論學者的學術論文針對「LUCA 的細胞膜長怎樣」主要分裂成了四大假說派別。其中最主要的派別Caforio, A., et al.團隊 (2018)主張LUCA同時含有酯鍵和醚鍵、G3P與G1P混雜的「雜交混合膜」細胞。理論根據是:在實驗使用基因轉殖的方式,把古菌合成甘油醚膜的酶基因,植入大腸桿菌(細菌)中,可以成功製造出了同時含有酯鍵和醚鍵、G3P與G1P混雜的「雜交混合膜」細胞(註11)。

以上演化論學者Caforio, A.團隊的實驗假定其實是使用了『基因轉殖』此種最『非自然』的人工方式來『強迫』兩種不同結構的膜『硬是要』合而為一。生物科技公司基因轉殖人類的胰島素基因也可以使大腸桿菌製造出多種人類的胰島素,但人類與大腸桿菌兩者卻是大相逕庭的。因此能夠把古菌的基因轉殖給大腸桿菌這又代表甚麼呢?能證明這兩類生物很相似嗎?

  2.再者演化論學者也刻意跳過了最棘手的真細菌與古菌細胞膜鑲嵌的『膜蛋白系統如何能彼此吻合?』的部分。上過高中生物課的人都知道細胞膜的基本構成是流體鑲嵌模型(Fluid Mosaic Model),也就是細胞膜上鑲嵌了四大類蛋白質:1.管制各式分子進出的通道蛋白(形成細胞膜有半透性);2.代謝的酵素;3.辨識作用的醣蛋白與寡糖脂;4.對外進行化學訊號溝通的受體蛋白(用以感測外界環境變化,如前方有食物)。不同類的古菌與真細菌豈是只有把化學上不同性質的膜混合為一的問題而已?古菌與真細菌兩類生物細胞膜上『整套蛋白質機器的機件(鑲嵌的膜蛋白)』都是徹底的不同!根本就是如同兩種不同性質的工廠:自小客車零件工廠(真細菌)與越野車零件工廠(古菌),兩者本質上差很多且無法相容!

如果LUCA的細胞膜是A(真細菌—雙層磷脂質)與B(古菌—單層甘油醚)混雜型的機件形成的機器,其機器是要如何能運轉呢?賓士汽車與福特汽車兩種不同車系的零件可以相互組成『拼裝車』嗎?而他們難道沒有可能就是根本沒有演化關係的兩個起源,根本不需刻意以『均是出於LUCA共同祖先』這樣演化概念予以刻意連結而將LUCA硬塞入進化模式『一棵親緣關係樹』的框架之內嗎?

         在凱西.盧斯金的專文也提到進化論學者庫寧(Eugene V. Koonin) 對『細胞起源』與『細菌及古菌起源』分子生物學分析的一段絕佳評論(註12),印證了演化論者心目中的最後共同祖LUCA的「樣貌」其實充滿分子生物學的不確定性

        細胞的起源 

古菌和細菌是兩種主要的細胞類型(也是生命的兩大原核生物域),它們具有化學成分不同的細胞膜、主要不同的膜生物合成酶以及不同的核心DNA複製酶。這大大增加了重建古菌和細菌細胞祖先的難度,並提示我們需要尋找其他解決方案。

         細菌和古菌主要分支(門)的起源

儘管細菌和古菌在同一域內的分子一致性遠高於域間一致性(特別是,膜和複製機制在各域內都具有同源性),但古菌與特別是細菌系統發育樹深層分支分子空間結構的拓撲結構仍然難以捉摸。這些親緣關係樹在分析的基因和所採用的方法方面明顯缺乏穩健性,而且管人們已付出相當大的努力來界定細菌的高級分類單元,但達成共識的跡象仍然不明顯。

 古菌分為兩個分支-廣古菌和克倫古菌-的劃分較為明確,但即使是這種劃分也未必能在親緣關係樹中得到體現,古菌域的進一步劃分仍然模糊不清。』

1.  雖然都是有附著功能的菌毛結構,古菌菌體表面的彼此互相連結的線狀菌毛(thread)、鉤狀突起(Humi)或套管(Cannulae)與細菌菌體表面的線毛(Pili)在生化結構上兩者截然不同(註13;註14;圖2-8)細胞膜外側的細胞壁(古菌—S層【S layer】或假肽聚糖;真細菌—肽聚糖;圖2-9) 兩者分子生物學的相似性也是天差地遠。這造成LUCA作為真細菌域與古菌域親緣關係樹『單一演化起源』基幹的極端矛盾。

( 知識學習科學百科 )
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引用
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