生物演化史上的“黑洞”，可能需要物理学来填补丨展卷( 四 )
所有细胞都有核糖体 。 这是一种精巧的纳米机器 ， 蛋白质的组装就是在核糖体上完成的 。 除了已经成为时代标志的DNA双螺旋 ， 在信息时代的生物学领域 ， 没有什么东西比核糖体更有象征意义了 。 它的构造还体现了一种人类思维难以测度的矛盾现象：比例 。 核糖体小到难以想象 。 细胞已经小到必须用显微镜观察；人类历史上的绝大多数时候 ， 我们对细胞的存在都毫无概念 。 但核糖体比细胞还要小几个数量级 ， 人类的一个肝细胞中就有1300万个核糖体 。 然而在原子维度上看核糖体 ， 它又是非常巨大、极其复杂的超级建筑 。 由几十个基本部件组成 ， 这些活动零件的运行精度 ， 远超现代的自动化工厂流水线 。 这毫不夸张：核糖体首先与编码蛋白质的“穿孔带”代码脚本（即信使RNA）结合 ， 然后按照序列逐个字母精确转译成蛋白质 。 核糖体捕获细胞质中的游离氨基酸作为基本构件 ， 并把它们连成一条长链 ， 顺序由代码脚本决定 。 核糖体的错误率大约为每10 000个字母出现一次错误 ， 比人类高端制造业的废品率低得多 。 它们的工作效率大约为每秒钟处理10个氨基酸；由几百个氨基酸组成的蛋白质 ， 一分钟内就能合成完 。 乌斯最终选择了核糖体的一个亚基 ， 可以说是选了这台精密机器上的一个小零件 ， 把它的编码基因作为比较对象 。 他比较了从细菌（例如大肠杆菌）到酵母再到人类等不同物种中的这一基因序列 。
他的发现颠覆了我们的世界观 。 细菌和复杂真核生物之间的区别很明显 ， 在表示亲缘关系的分支树图上 ， 二者分属不同的分支大类 。 其中唯一的意外在于真核生物分支内部 ， 即植物、动物和真菌之间的区别极小 ， 但是 ， 大多数生物学家仍在这个大类中投入了毕生的研究精力 。 真正出乎所有人意料的是 ， 生命居然存在第三个域（最顶端的生物分类） 。 几个世纪以前 ， 我们就已经知道这些简单细胞的存在 ， 但一直把它们误认为细菌 。 它们的外观和细菌一模一样：同样微小 ， 同样缺乏可以辨认的内部结构 。 但二者之间核糖体的区别 ， 如同柴郡猫的神秘微笑 ， 揭示了另有一种不同于细菌的生命存在—尽管同样缺乏复杂度 。 这种新的生物类群和细菌一样 ， 没有真核生物的复杂形态 ， 但它们的基因和蛋白质与细菌截然不同 。 这类生物被命名为古菌（archaea） ， 因为当时的研究人员猜测 ， 它们比细菌更古老 。 他们很可能猜错了 ， 现代的研究认为 ， 二者一样古老 。 然而在基因和生物化学层面 ， 细菌和古菌之间的鸿沟就像细菌和真核生物（人类）之间一样巨大 。 在乌斯著名的“三域”生命树上 ， 古菌域和真核生物域是“姊妹分支” ， 有较为接近的共同祖先 。
古菌与真核生物在某些方面确实有很多相似之处 ， 尤其是生物信息的流动（即读取基因序列并转化为蛋白质的方式） 。 古菌有几种精巧的分子机器 ， 类似于真核生物的对等特征 ， 只是少一些部件——也许这正是演化出真核生物复杂性的源头 。 乌斯不顾细菌和真核生物在形态上的巨大差异 ， 而是把所有生物分成了地位相当的三个域 ， 每个域内都经历了充分的演化 ， 没有哪一支比其他任何一支更本源 。 他力主抛弃以前的术语“原核生物”（英文术语的原意为“出现细胞核之前” ， 适用于描述细菌和古菌） ， 他的生命树图上也没有任何基因特征来反映“原核生物”这一划分 。 三个分支域都直接连回生命原点 ， 拥有同一个神秘的祖先 ， 不知如何就凭空出现了三支后代 。 乌斯晚年对生命最早期的演化持一种几乎是神秘主义的态度 ， 呼吁用整体论来研究生命 。 这很讽刺 ， 因为他本人掀起的生物学革命 ， 恰恰是基于纯粹的还原论方法 ， 即仅仅分析一个基因 。 细菌、古菌和真核生物确实是不同的类群 ， 这点毫无疑问；乌斯的革命性开创也确实意义重大 。 但是他倡导的整体论方法 ， 即以生物的整个基因组为研究对象 ， 正在引发第三次细胞学革命 。 而这场革命 ， 又推翻了乌斯自己的认识 。
我们正处在第三次革命的进程之中 。 它的推理方法比较曲折 ， 但带来的冲击最大 。 它的理论起源于前两次革命 ， 特别致力于在二者之间建立联系 。 乌斯的生命树图 ， 描绘了一个底层基因在三个生物域中的趋异演化关系 。 马古利斯描述的图景 ， 则是不同物种的基因通过融合、捕获和共生行为 ， 最终汇聚在一起的进程 。 如果把后者的想法也画成树图 ， 会是一张汇聚图 ， 而不是分支图 ， 与乌斯的树图恰好相反 。 他们两个不可能全都正确！不过也不会全错 。 真相就隐藏在二者之间的某个位置 ， 这是科学研究中常常遇到的情况 。 但不要以为这只是对两个理论的折中 。 目前正在成形的答案 ， 比之前的两种结论都更加激动人心 。
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