本章小结

原核生物是地球上最早出现的生命，多数也只由一个细胞组成。它们的大小以微米计，用光学显微镜也要用高倍镜头才能看见它们。但是就是在这样微小的世界中，生命不但发生了，而且发展到了非常完善和精巧的地步。它们“学会”了用蛋白质来催化化学反应，又用RNA来指导和催化蛋白质的合成。它们“发明”了DNA的双螺旋结构，用它来储存信息，并且将信息传给后代。它们把信息储存在“基因”里，并且给每个基因安上了“开关”，使它们能够灵活地适应环境的变化。它们有了结构精巧的细胞膜，用作生物分子和外界的屏障。它们“懂得”利用氧化还原反应来产生生命活动所需要的能量，使用ATP作为供给能量的媒介，而且使用葡萄糖作为主要的能源分子和合成其他分子的碳源。它们“创立”了电子传递链，利用细胞膜来做“水坝”，蓄积氢离子来“发电”，即合成ATP。它们“创建”了化学反应的“转盘路”，使得细胞内的各种分子得以互相转化。它们还“发明”了光合作用，直接从太阳光中获取能量，并且释放出氧气。它们还“发明”了细胞骨架，并且用它来维持细胞形状，实现细胞分裂。原核生物的确很小，但是正是因为它们小，和环境交换物质快，它们可以迅速生长繁殖，并且通过基因突变来适应新的环境，甚至在难以想象的极端条件下生活。正是因为原核生物的这些“发明创造”，即使在多细胞生命极其发达的今天，原核生物不仅没有败下阵来，它们还继续繁荣昌盛，成为我们的生活必不可少的成分。原核生物的这些发明，真核生物都几乎原封不动地继承下来了。我们细胞里面的DNA、RNA、蛋白质、基因、细胞膜、三羧酸循环、绿色植物叶绿体中的光反应系统，以及细胞骨架，都和原核生物一脉相承。可以说，原核生物是地球上生命的大“功臣”，是它们为后来更高级的生命打下了坚实可靠的基础。我们用了这么多篇幅来叙述原核生物，是因为生命运行的基本结构和方法，在原核生物就已经建立了，真核生物不过是“锦上添花”而已。

但是原核生物也有局限性。它们的构造比较简单，基因数量较少，调控机制也不很复杂。而且原核生物必须迅速繁殖才能在竞争中站住脚。繁殖就需要复制DNA，而DNA的复制不仅需要消耗能量，复制效率也和DNA的大小有关。DNA分子越大，复制时用的时间越长，消耗的能量越多。为了能够迅速地繁殖，原核生物都尽量使自己的DNA紧凑精干，DNA的大小一般只有几十万到几百万个碱基对。这样就限制了它们功能的发展，所以经过几十亿年的漫长历程，它们基本上仍然是单细胞生物，不能形成具有细胞分工的多细胞生物。生物的进一步发展，就要等待真核生物登上历史舞台了。