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大脑会是一种寄生生物吗?

前段时间看到有位网友提出“大脑有没有可能是一种寄生生物?”

首先,大脑肯定不是寄生生物!为什么这样说?最核心的证据就是,脑细胞和其他体细胞拥有完全一致的全套基因组。而无论是寄生还是互利共生等,都是要求两种生物,即便是内共生,也必须有两套基因组。

大脑会是一种寄生生物吗?

今天我就从生物鉴定的标准以及寄生角度来说说这个话题。

01,从生物鉴定的金标准来看

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以我了解较多的线粒体为例

线粒体跟人类基因组完全两码事。线粒体基因组长度16569,编码37个基因,主要是呼吸链相关的;人类核基因组长度30亿,编码2-3万个基因,包括全部内容。

二者从序列上没有同源性!而脑组织和其他组织的基因组都是人类核基因组

现代生物学分类鉴定的金标准就是根据基因组而非外形特征,因为过去很多分类方法容易出错就是这样,有的长的不同其实是一个属,有的长的很像其实分类很远。比如长的像老鼠的树鼩其实是人类近亲,而藏獒和茶杯狗看起来完全是俩物种,但是连生殖隔离都没有。

既然基因上大脑跟人体其他组织一致,那么,明显这是同一种生物。

02,从寄生角度看

一、人是由受精卵发育起来的,如果寄生,何时入侵感染的?

二、人体所有器官性状都是由23对染色体编码的,代代如此,个个如此(唐氏例外),如果是寄生,不会整合到基因组的

三、神经系统非常古老,而且并非突然出现,只是多细胞生物功能多样化的结果

最后,你提到内共生假说,其实,内共生和寄生完全是两码事。一些基因是可以被我们吸收被整合掉,但是一旦整合了,那么就形成了新的系统,不再分彼此,服从整个系统的表达调控。就像,你把线粒体单独分离出来,无法还原成最初的细菌和最初的生命。

要说人体寄生,蛔虫,血吸虫才是典型的寄生。并非天然产生,而是在后天形成的。

顺便说一下,这其实有点悖论,如果是两种生物,那就是寄生,如果其中一种被整合掉了,那么,就不再是寄生了,而是变成同一种生命了。这种情况倒是非常常见,我们基因组里就有很多这样的印记,比如数百万年前入侵人类基因组的病毒改变了人类胚胎干细胞中基因的开启和关闭模式。

03,补充之一——内共生假说

内共生假说就是说线粒体和人细胞本身是各自独立的,最后前者被吞进细胞后成为细胞的一个细胞器,但还拥有自己的一套DNA

内共生的证据就是线粒体有自己独立的DNA,以及其双层膜系统。

但是线粒体并不能独自存活,虽然它可以合成37个基因,但是其他必需的基因,比如合成机器等都需要体细胞来帮它合成。没有体细胞,线粒体就是死路一条。所以可以形象地认为是一国两制。

就比如线粒体和叶绿体就是内共生。之所以说它们是内共生,难道仅仅是因为一个能发热一个能吸光?当然不可能了,要是它俩特殊,那高尔基体还是个高级技工,内质网还具有高级膜法,核糖体更是新东方厨师,那为什么么我们从来都不提他们是内共生呢?就一个根本原因,叶绿体和线粒体有自己的一套基因组,这套基因组跟人体和植物体完全不一样,反而是跟细菌非常类似(环形DNA,70s核糖体,其实氨基酸是N-甲酰甲硫氨酸),所以才会有内共生假说。

以下是猜测其形成过程。我认为,前提有二

一,那个时候,地球还是单细胞生物。这个理由嘛,就是如果是多细胞,吞噬了线粒体,就无法保障每个细胞都拥有线粒体了。

二,线粒体和体细胞已经出现了各自独立的界,线粒体属于细菌界,体细胞属于真核界。这个理由主要是依据二者基因组不同。

这个时候,线粒体就是一个狂热分子,疯狂的制造能量,而且繁殖快。

体细胞呢,这个时候已经是具有较高级功能的细胞了,他们不像线粒体那样只为了生产能量,而是均衡了自己的功能,比如有的负责产热,有的负责吸收,有的负责代谢,有的负责合成,还有执行其他功能的。

有一天,有一个体细胞突然一不小心吞进了一个线粒体,这个非常常见。因为细胞就是靠胞吞来吸收较大的物质的。

然后,进去,可能这个细胞的消化能力一般,毕竟它是个全能选手,不可能单独去进化出很牛逼的消化功能(全能代表着全面发展而非偏科)。然后二者一瞅,呀,互利共生。线粒体这个偏科王子提供能量,至于如何获取糖脂蛋和合成蛋白,就不用他操心了,而体细胞提供给他所有的东西,然后汲取能量。

于是二者从此过上了幸福的生活。

04,补充之二——为什么体细胞没能直接整合线粒体基因组

这也是我上述内共生的依据之一,就是DNA。

我提出了分界理论,就是因为,线粒体的DNA跟细菌类似,而体细胞的DNA则不然。这里的类似可不是随便说的,而是二者在碱基组成,RNA组成以及使用密码子上的物种差异,这是属于细菌和真核生物的差异。

我认为没有整合的直接原因就是基因组太不一样了,不好整合。而病毒基因组可没那么大。至于消化成碱基,肯定有n多线粒体祖先这么被消灭了,只有一个被保留了。

05,补充之三——关于线粒体母系遗传

有人问到为什么要消灭掉父系的线粒体。其实,严格意义上讲,并未消灭。

一来,精子携带的线粒体太少了,跟卵细胞比起来,九牛一毛,所以被稀释了

二来,有证据表明,至少在受精卵时期,体内仍可以找到来自父系的线粒体。之后哪去了,应该是被降解或者稀释了,但也有一例病人其体内线粒体出现了父系的。

这在生物学上叫做线粒体异质性,父系来源是一个非常非常小的原因。

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