微生物赢了:地球上最多的生命

地球生命史前 30 亿年几乎只有微生物。这一页讲结局「微生物赢了」背后的真实科学。

地球生命史的前约 30 亿年,几乎只有微生物;细菌菌膜确实会用钾离子波协调群落。游戏里的结局「微生物赢了」问的是:如果生命在氧气来临时躲进深处,而且从来没有长出动物,会怎样?行星规模的微生物意识,是虚构。

这一页先说怎么解锁,再讲微生物的真实历史:共同祖先、三域、氧气的上升、内共生;然后讲《索拉里斯星》这部小说背后的真实研究。

怎么解锁

  • 提示:如果生命在氧气来临时躲进深处,而且从来没有长出动物……
  • 条件:在“面对大氧化事件”时选择“躲进深处”,并且不点亮胶原蛋白和动物界,抵达人类起源。
  • 提醒:如果“记忆回响”直接跳过了这些时代,可以在轮回页把它调低。
  • 奖励:下一个宇宙的行星表面带着发光的菌毯。

结局属于“生命”类。

真实的微生物史

地球生命史的前约 30 亿年几乎只有微生物,这是这个结局最核心的事实。在这漫长的时间里,发生过下面这些事。

  • 共同祖先的家:从现代基因反推,所有生命的共同祖先可能生活在高温、缺氧、富含氢的深海热泉附近(Weiss 等,《Nature Microbiology》2016)。
  • 热泉生态:深海热泉周围存在不依赖阳光的生态系统,生命起源有了一个新的候选地点(Corliss 等,《Science》1979)。
  • 叠层石:格陵兰的岩石中可能保存着 37 亿年前的微生物结构,不过这一解读仍有争议(Nutman 等,《Nature》2016)。
  • 第三种生命:比较核糖体 RNA 后发现,“细菌”其实是两类截然不同的生命,古菌从此独立成支(Woese 与 Fox,《PNAS》1977)。
  • 三域系统:生命之树被重新划分为细菌、古菌、真核生物三大域(Woese、Kandler 与 Wheelis,《PNAS》1990)。
  • 阿斯加德古菌:在深海沉积物中找到的洛基古菌,携带许多原以为只有真核生物才有的基因(Spang 等,《Nature》2015)。

氧气来临时

大气中的氧不是一次到位,而是经历了漫长而反复的上升过程(Lyons、Reinhard 与 Planavsky,《Nature》2014)。游戏里“面对大氧化事件”的选择之一是“躲进深处”。

内共生与更复杂的细胞

线粒体和叶绿体曾是独立的细菌,被吞下后成了细胞的一部分,这个学说当年被十几家期刊拒稿(马古利斯,署名 Sagan,《Journal of Theoretical Biology》1967)。一种古老红藻的化石显示,有性生殖和多细胞生活至少有 10 亿年历史(Butterfield,《Paleobiology》2000)。约 7 亿年前,地球可能几乎被冰完全覆盖(Hoffman 等,《Science》1998)。遗传物质方面,DNA 是双螺旋结构,碱基配对暗示了遗传信息如何复制(Watson 与 Crick,《Nature》1953)。

这些都是和这个结局相关的真实研究,它们写的是微生物的历史,不能证明微生物可以统治一个没有动物的地球。

一本相关的小说

斯坦尼斯瓦夫·莱姆的《索拉里斯星》(1961 年)讲科学家们研究一颗被海洋覆盖的行星,那片海可能是一个巨大的心智,它不回应任何语言,却把每个人心底最深的记忆变成了实体。它的科学背景是:盖亚假说和菌膜的离子信号是真实研究;整颗星球的海洋是一个心智是虚构。

游戏设定,不是真的

行星规模的微生物意识是虚构。真实的菌膜会用钾离子波协调群落,但那是群落内部的协调,不是意识。

想读原文,可以搜这些题目

  • Weiss 等(2016):《The physiology and habitat of the last universal common ancestor》,大意是“最后共同祖先的生理与栖息地”
  • Corliss 等(1979):《Submarine thermal springs on the Galápagos Rift》,大意是“加拉帕戈斯裂谷上的海底温泉”
  • Woese 与 Fox(1977):《Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms》,大意是“原核生物域的系统发育结构:初级的界”
  • Woese 等(1990):《Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya》,大意是“迈向生物的自然系统:古菌域、细菌域和真核域的提议”
  • Lyons 等(2014):《The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere》,大意是“地球早期海洋与大气中氧气的崛起”
  • Sagan(1967):《On the origin of mitosing cells》,大意是“论有丝分裂细胞的起源”
  • Hoffman 等(1998):《A Neoproterozoic snowball Earth》,大意是“新元古代的雪球地球”

真实依据

  • 地球生命史的前约 30 亿年几乎只有微生物;细菌菌膜确实会用钾离子波协调群落。

  • 《索拉里斯星》(斯坦尼斯瓦夫·莱姆,1961 年)的科学背景:盖亚假说和菌膜的离子信号是真实研究;整颗星球的海洋是一个心智是虚构。

相关研究

这些研究和本页主题相关,但不是本页内容的直接证明。

  • 海底热泉:深海热泉周围存在不依赖阳光的生态系统,生命起源有了一个新的候选地点。

    出处:Corliss et al., Science 1979, "Submarine thermal springs on the Galápagos Rift"

  • 第三种生命:比较核糖体 RNA 后发现,“细菌”其实是两类截然不同的生命,古菌从此独立成支。

    出处:Woese & Fox, PNAS 1977, "Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms"

  • 三域系统:生命之树被重新划分为细菌、古菌、真核生物三大域。

    出处:Woese, Kandler & Wheelis, PNAS 1990, "Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya"

  • 内共生学说:马古利斯提出线粒体和叶绿体曾是独立的细菌,被吞下后成了细胞的一部分。当年被十几家期刊拒稿。

    出处:Sagan (Margulis), Journal of Theoretical Biology 1967, "On the origin of mitosing cells"

  • LUCA 的家:从现代基因反推,所有生命的共同祖先可能生活在高温、缺氧、富含氢的深海热泉附近。

    出处:Weiss et al., Nature Microbiology 2016, "The physiology and habitat of the last universal common ancestor"

  • 雪球地球:纳米比亚的岩层显示,约 7 亿年前地球可能几乎被冰完全覆盖。

    出处:Hoffman et al., Science 1998, "A Neoproterozoic snowball Earth"

  • 氧气的崛起:大气中的氧不是一次到位,而是经历了漫长而反复的上升过程。

    出处:Lyons, Reinhard & Planavsky, Nature 2014, "The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere"

  • 双螺旋:一页纸的论文提出 DNA 是双螺旋结构,碱基配对暗示了遗传信息如何复制。

    出处:Watson & Crick, Nature 1953, "Molecular structure of nucleic acids: A structure for deoxyribose nucleic acid"

  • 阿斯加德古菌:在深海沉积物中找到的洛基古菌,携带许多原以为只有真核生物才有的基因。

    出处:Spang et al., Nature 2015, "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes"

  • 最早的有性生殖:一种古老红藻的化石显示,有性生殖和多细胞生活至少有 10 亿年历史。

    出处:Butterfield, Paleobiology 2000, "Bangiomorpha pubescens n. gen., n. sp.: implications for the evolution of sex, multicellularity, and the Mesoproterozoic/Neoproterozoic radiation of eukaryotes"

  • 37 亿年前的叠层石:格陵兰的岩石中可能保存着 37 亿年前的微生物结构,不过这一解读仍有争议。

    出处:Nutman et al., Nature 2016, "Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures"

游戏设定(虚构)

  • 行星规模的微生物意识是虚构。
  • 小说《索拉里斯星》概述:科学家们研究一颗被海洋覆盖的行星,那片海可能是一个巨大的心智。它不回应任何语言,却把每个人心底最深的记忆变成了实体。