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第16章 真后生動物

告別了海綿,徐遠開始漫步在了埃迪卡拉紀的海底,雖然從此之后是一個生命井噴的時代,但是剛剛進入6.3億年前,埃迪卡拉紀的前期氧氣濃度還在略微制約著生物的發展,或者說是生命需要時間來適應這個爆氧的時代。

一個新的物種吸引了徐遠的關注,是一群不可名狀的家伙,徐遠不太清楚應該怎么形容它們具體的樣子,只能說這是一些類似于現代地球的絲盤蟲一樣的生物。

是一種看起來黏糊糊、軟趴趴的東西怎么看都是演化上的異數。事實上也確實如此,此時大部分多細胞生物或是自己光合作用,或是像今天的真菌那樣利用自己的體表細胞直接從環境中吸收養分,但這些家伙卻像是一群現實版的史萊姆,一旦遇到食物它們就會把身體的一部分凹陷下去形成一個臨時性的消化腔,將食物包在其中消化吸收。

隨著時間的演化,徐遠看到這個類似盤絲蟲的生物的一些后代甚至更進一步直接將這個臨時性結構常備化,從此組成這些生物的細胞也就分成了兩部分,大約一半細胞分布在外部,并逐漸變得越來越善于抵御惡劣的環境,而另一部分細胞則存在于內部,日益更專精于分泌消化液與吸收營養,由此構建起了最早的消化系統。

徐遠開始借助回溯儀開始了深入觀測,從細胞層面上看,遠古絲盤蟲的大部分細胞雖然還依稀有領鞭毛蟲的樣子,但相比于海綿已經可謂是面目全非了。

徐遠也在遠古絲盤蟲的體內找到了海綿那種“變形-神經形細胞”的繼承者——“纖維細胞”,顧名思義,在遠古絲盤蟲這里這些纖維細胞已經將它們的觸手常態化了,每個纖維細胞都有自己的“轄區”,它們只需直接揮舞自己細長的觸手就能與“轄區”內的細胞構建起直接聯系。

徐遠還觀測到纖維細胞彼此之間也會相互分泌物質來交流信息,從形態上看,纖維細胞已經非常接近神經細胞了,甚至于遠古絲盤蟲當中纖維細胞組成的網絡結構也和水母之類動物的神經網非常相似。

但是從功能上說,遠古絲盤蟲的纖維細胞還依舊只能算是免疫細胞,這不僅是因為纖維細胞的主要工作還是免疫,還因為纖維細胞還沒有演化出神經細胞最重要的特征,也就是那種依靠離子流動實現的多米諾骨牌式的細胞內信息傳輸能力。

遠古絲盤蟲別具一格的生命體不斷深化著細胞的分工合作,隨著體型增大,原本依托于細胞纖毛的運動方式就不太夠用了,于是它們身體中又有一部分細胞特化出來變得能夠伸縮變形,只要有一大堆細胞同步伸縮就能讓全身改變姿態,繼而帶來單個細胞無法比擬的強勁動力與靈活性。

只不過剛開始進行分化它們的配合還不是很順暢,在徐遠看來它們的運動方式有點像一個半身不遂的水母。

徐遠也明白這種運動方式需要細胞之間必須能精準協調與快速響應,目前這些絲盤蟲還在逐步尋找著配合的方式,結合今天水母的運動方式,徐遠突然覺得自己似乎找到了最初的神經細胞了。

明白了自己新的觀測目標后,徐遠開啟時間加速,隨著“雪球地球”的過去,大地之上千萬年積累的冰川正浩浩蕩蕩地褪去,這些冰川宛如銼刀一般,刮掉了一層地皮。

這些破碎的巖石最終隨著磅礴的冰川一齊涌向大海,為海洋中注入了巨量的礦物質,這其中就包括大量的鈣鹽,一時之間海水中的鈣離子等礦物質離子濃度飆升。

而鈣離子對于生物是劇毒之物,因為作為生物遺傳信息載體的DNA和RNA本質上是一類多聚磷酸核糖苷或多聚磷酸脫氧核糖苷衍生物,而磷酸遇到鈣離子會變成難以消解的磷酸鈣沉淀,從而讓這些生物大分子喪失功能。

一次悄無聲息的滅絕事件就在徐遠觀測下發生。幸存的生物都在巨大的生存壓力下演化出了能夠將鈣離子高效排出細胞外的手段。

但是生物也不能讓細胞內一點兒鈣也沒有,因為鈣也是許多蛋白質正常運作所必須的離子。

徐遠觀測到一些細胞產生了兩種蛋白質,一種是可以讓細胞外的鈣快速流入細胞內的鈣離子通道蛋白,另一種是可以迅速排出鈣離子的鈣泵蛋白。

隨著演化的進行,細胞內的鈣離子通道開始變得很“敏感”,只要周圍的電壓發生改變,它就會自動開放讓鈣離子進來。

順理成章的就會產生這樣的一個效果,當一個這樣的鈣離子通道蛋白打開的時候,大量鈣離子涌入,因為鈣離子帶有正電荷,必然會導致附近的電壓發生變化,變化的電壓又會導致附近的鈣離子通道繼續開放,如此循環往復,就會讓這些鈣離子通道像多米諾骨牌一樣一個接一個開放。

這就會帶來一些好處,比如它可以讓細胞內瞬間涌入大量鈣離子,從而實現自殺,學過的知識突然涌現在徐遠的腦海中,現代地球上的細胞有時候也會用類似的方法實現程序性死亡。

對于多細胞生物而言,能讓細胞自殺是一種非常實用的能力,這可以短平快地清除遭受病毒感染或者癌變的細胞,從而保全整體。

為了防止高濃度的鈣離子將自己全面殺死,細胞們把這種敏感型鈣離子通道與能夠排出鈣的鈣泵聯合使用,從而實現一種效果,一方面敏感型鈣離子通道依然可以像多米諾骨牌一樣一個接一個開放,同時在鈣泵的作用下及時排掉鈣離子,不讓細胞內的鈣離子濃度過高的同時也可以讓敏感型鈣離子通道重新關閉。

這些離子通道就能像水波一樣傳輸信息了,這種波紋被稱為“鈣波”。由于鈣波在細胞尺度上簡直快到幾乎不需要時間,所以對于一些需要“瞬間”完成的細胞活動非常有用,比如我們的卵子在受精的一瞬間就會因為精子頂破卵子表面的擾動而產生一道鈣波,繼而瞬間“鎖死”自己,不再允許別的精子進來。

當鈣波與類似于遠古盤絲蟲的纖維細胞那樣長著觸手的免疫細胞相結合的時候,神經的雛形就出現了。

由于那些鈣離子通道對擾動非常敏感,所以神經細胞從免疫細胞中獨立出來以后就徹底放棄了變形能力,盡量減少對自己的擾動,同時為了更高效傳輸信息,這些細胞變得很長,原本枝枝丫丫的觸手大多都消失了,只保留其中的兩條直接連接起感受器和肌肉,這種直來直去的神經細胞就代表了神經細胞的初號機形態,“雙極細胞”,也叫雙極神經元。

徐遠明白在出號機出現后,之后的改變就要簡單很多,如今后世幾乎所有類型的神經細胞都衍生自這個原型。當這些神經元彼此相連成線成網的時候,最早的神經系統便由此誕生了。利用這些可以快速傳導的電流遠古盤絲蟲可以讓所有相關變形細胞步調一致,之前那種步履蹣跚的運動方式終于得的優化。

完善了運動方式的遠古盤絲蟲們終于可以利用提前演化好的消化系統大吃特吃。

徐遠明白正是這份對吃的專業追求,締造了我們今天日常意義上的“動物”,或者說學術中所謂的“真后生動物”。

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