花的智慧（植物王国的生存故事）/青少年探索与发现科普文库

作者简介

姜惠顺，韩国诚信女子大学生物学系教授。致力于通过对生物生态的研究，揭示生命体的生存原理、共生理论及人类和自然界所有生物和谐共存的生命价值。历任马萨诸塞大学和首尔大学博士后研究员、马萨诸塞大学客座教授、韩国生物科学会刊专任编辑委员，现任韩国生态学会编辑理事、韩国植物学会理事。

内容简介

维持生命现象需要能量，理论上最初的生命体应该 是自己制造食物的自养生物。另一方面，在阳光的照射 下，素有“热汤”之称的原始海洋充满了丰富的有机物，地 球上最初的生命体也可能就是以这些有机物为食物来获 得能量的异养细菌。在没有其他任何生物的地球上，原 始异养细菌一边以太阳能制造的有机物为食，一边迅速 繁殖。随着有机物的逐渐减少，细菌之间展开了食物争 夺战。射向原始地球的强烈紫外线使细菌的遗传基因发 生变异，产生了突变细菌，其中包括能够自己制造食物的 自养细菌。在食物枯竭的环境下，利用大气中丰富的二 氧化碳自己制造有机物的自养细菌从诞生之日起就迅 速增加。其中，一部分利用光能制造有机物的光合细菌 进化为叶绿体，这为日后植物的出现奠定了基础。 根据在澳大利亚西北地区岩石中发现的化石推 算，进行光合作用的细菌出现在最初生命诞生后不久 的34.6亿年前。如果把一天24小时视为地球的历史，最 初的生命体应出现在凌晨5点44分左右，13分钟后即凌晨 5点57分左右出现了光合细菌。如此早就出现将特定波长 的阳光吸收到细胞内，进行一系列复杂光化学反应的光 合生物的事实，说明生物从很早起就以相当快的速度开 始进化了。 最初的光合细菌是硫细菌，它利用叶绿素吸收光能， 并用硫化氢还原固定二氧化碳，使其转换为有机物葡萄糖。随着原始海洋中 硫化 氢含量的减少，开始出现了利用水分子中的氢代替硫化氢还原二氧化碳的氰 细 菌、绿细菌等光合细菌。固氮细菌是另一种代表性自养细菌，它能将大气中 的氮 转换为有机物。光合细菌和固氮细菌的出现是一个革命性的大事件，其意义 远远 超过了生物能够自己制造食物这一事实本身。自从能够利用没有枯竭之虑的 二 氧化碳和氮制造蛋白质和碳水化合物后，一个与以往不同的、以生物制造的 有机 物为基础的生物圈就开始形成了。今天复杂的生态界就是依靠这些自养生物 制 造的有机物来维持的。细菌是地球上现存最古老的生物，同时它也是促进生 命现 象最重要的光合循环、固氮循环和克雷布斯循环发展的生物。这些细菌的子 孙至 今仍生存在地球上，正是因为有它们的存在，才可能实现生命现象中基本的 物质 循环和能量循环。从这一点来说，我们必须承认，细菌是一种拥有伟大历史 和超 凡能力的生物。P9-10