约公元前39亿年/原核生物

卡尔·乌斯(Carl Woese,1928—2012)

乔治· E.福克斯(George E. Fox,1945— )

原核生物是数量最庞大、同时也是最早出现的生命体。细菌代表着三域生物之一,并且是最常见的原核生物,它们有细胞核,并被假定有四种主要形状:棒状(如图)、球状、弧形和逗号状。

生命的起源(约公元前40亿年),真核生物(约公元前20亿年),列文虎克的微观世界(1674),细胞学说(1838),达尔文的自然选择理论(1859),脱氧核糖核酸(DNA, 1869),革兰氏染色(1884),细菌致病论(1890),益生菌(1907),抗生素(1928),核糖体(1955),生物域(1990)

约40亿年前,地球上开始出现生命,那时这颗行星刚刚形成6亿年。原核生物是最原始且最多样的生命形态,它们的成功存活要归因于若干因素:大多数原核生物有细胞壁,它能保护细胞并维持其形状;许多原核生物表现出了趋向性,它们本能地趋向营养物质和氧气,避开有害刺激物;最重要的是,原核生物能通过二分裂生殖(分裂成两半)迅速无性繁殖,并快速适应不利的环境条件。

根据乌斯和福克斯的“生物域分类”,三域中的两大类—古细菌和细菌—都是原核生物,它们的细胞核和细胞器外没有细胞膜包裹,细胞器是胞内执行特殊功能的结构(比如核糖体和线粒体)。原核生物的细胞内呈胶状流体,称细胞液,其中悬浮着胞内物质。脱氧核糖核酸(DNA)则位于细胞液中的拟核区域。

古细菌拥有在极端环境中适应、生存并大量繁殖的非凡能力,少有其他生命形态能够在这类环境中存活。古细菌又被称为极端微生物,其中一些生活在火山热泉中,另一些则生活在美国犹他州的大盐湖中,后者的盐浓度比海水高十倍。

到目前为止,多数原核生物都是细菌,其中一些和动物形成了共生或互惠共生(互惠互利)的关系。不过细菌更广为人知的是其致病性,人类所患的疾病中大概有一半种类都是细菌引起的。细菌在显微镜下呈现多种形状,最常见的是球状、棒状、弧形或逗号状。根据细胞壁的化学成分及其染色反应(革兰氏染色),细胞被分为革兰氏阳性或革兰氏阴性,这一点对使用抗生素临床诊断及治疗传染性疾病有重要意义。■