深入探究生物界的奇妙演化,藻类的分类历史曾让人陷入迷雾,尤其是在质体那错综复杂的多层膜结构上。然而,藻类的神秘面纱正被逐一揭开,它们与植物、动物和真菌的亲缘关系逐渐明朗。内共生学说揭示了一个惊人的事实:质体和线粒体的起源并非孤立,而是源自共生的原核细胞的交融。这个理论的关键证据在于,它们共享了蛋白质输入装置,这是它们共同演化的标记。大约在12亿年前,蓝细菌通过一次内共生事件演化成了质体,随后在某些藻类中,发生了历史性的二次内共生,塑造了如今复杂多样的质体结构。让我们一起探索这些藻类的共生之旅:
灰胞藻,其质体上覆盖着肽聚糖层,正是蓝藻共生的见证者。
绿色植物,如绿藻和有胚植物,经历了一次又一次的二次内共生,眼虫和网绿藻的先后加入,使它们的质体世界更加丰富。
红藻的历程则更为独特,它们通过吞噬红藻细胞,如隐藻、定鞭藻和不等鞭毛类,形成了复杂质体结构。
黄藻、硅藻、卵菌和囊泡虫类,如疟原虫,其分子系统学研究的争议尚未尘埃落定。其中,红藻的质体蛋白运输系统SELMA,据推测可能源自一次单一的内共生事件。这个系统包括TOC/TIC(红藻特征)、SELMA(红藻自身)、ERAD/SEC61(宿主细胞的贡献)。吞噬的红藻细胞中核型体(Nm)的存在,进一步支持了内共生假说。蓝隐藻质体的核型体和含多甲藻素的双鞭毛类丢失了SELMA系统,这种差异揭示了内共生演化过程中的多样性。
对于内共生起源理论的探索,Zimorski等人在2014年的综述中,以Nature和Science等权威期刊为舞台,汇总了最新的研究成果和亟待解答的谜题,为这个生物学领域的前沿探索描绘出一幅绚丽的画卷。
藻类的第二次内共生,不仅是一个生物学的里程碑,也是揭示生命复杂性与演化的关键窗口,每一次深入研究,都在揭示着生命故事中更为深远的篇章。