單細胞到多細胞的過程

我們軟件工程中,構建一直是令人着迷的問題。

複雜系統的構建直到今天還是徹頭徹尾的迷。

我們知道許多信息,

我們知道DNA在每個cell中,知道表觀導致相同的DNA,在細胞層面表達不同的性狀,從而爲不同的器官的構成形成基礎。

但免疫系統如何控制從一個受精卵到一個系統的構建過程,我們還完全不瞭解。

==============================

這裏我收集一些信息,以便 將來有機會研究。

==============================

Building a Multicellular Organism

Annual Review of Genetics

Vol. 35:103-123 (Volume publication date December 2001)
https://doi.org/10.1146/annurev.genet.35.102401.090145

https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.genet.35.102401.090145

▪ AbstractMulticellular organisms appear to have arisen from unicells numerous times. Multicellular cyanobacteria arose early in the history of life on Earth. Multicellular forms have since arisen independently in each of the kingdoms and several times in some phyla. If the step from unicellular to multicellular life was taken early and frequently, the selective advantage of multicellularity may be large. By comparing the properties of a multicellular organism with those of its putative unicellular ancestor, it may be possible to identify the selective force(s). The independent instances of multicellularity reviewed indicate that advantages in feeding and in dispersion are common. The capacity for signaling between cells accompanies the evolution of multicellularity with cell differentiation.

Keywords

cell-cell interactionsignal transductiondevelopmentdifferentiationdispersion.

 

摘要:多細胞生物似乎是從單細胞中多次出現的。多細胞藍細菌在地球上的生命歷史早期出現。從那時起,多細胞形式在每個王國中獨立出現,在某些門中出現多次。如果早期和頻繁地採取從單細胞生命到多細胞生命的步驟,多細胞性的選擇性優勢可能很大。通過比較多細胞生物的性質與其推定的單細胞祖先的性質,可以識別選擇性力。回顧多細胞性的獨立實例表明,飼餵和分散的優勢很常見。細胞間信號傳導的能力伴隨着多細胞性與細胞分化的演變。

===========================================================

郝玉傑:我自己的思考:

1. 系統理論是嘗試用一套相對共性的模式來描述複雜的系統。認爲所有的複雜的系統有相同的構型。

系統理論是生物學的一個很小的子集。

那麼,不論是一個生物中,從細胞到個體;還是個體構成的社會,以及國家構成聯幫,具有相同的構型。

生物界的系統理論,與物理界的弦論,我認爲有所不同。弦論認爲世間萬物是能量構成,只是能量的表現形式不同。雖然我認爲弦論有一定道理,但我也認爲在現實世界中,弦論沒有實際意義。雖然生物學和物理學的目標都是求一,但二者的目標有實際的不同。二者的目的也相反,結果也相反。

2. 如果我們研究清楚一種生物的生長過程,就能得到所有生物的生長過程。從而知道個體如何構建社會,複雜公司如何管理。等等許多複雜系統的問題。

3. 生物的進化過程,是生長過程研究的重要突破口。比如現在的人類,過於複雜,難以研究。但可以研究相對古老的生物。

4. 系統理論的重要目標是將複雜系統的一切過程,簡化。

其中最重要的手段之一是分層。

從生物進化的過程來看,最開始,地球上,可能有許多種遺傳信息的表達分子,後來DNA在競爭中勝出。

然後,細胞開始搶奪這些DNA,形成細胞。這是第一次“升層”。每次升層,都會大規模導致舊的體系滅絕。這次升層,使得DNA以外的遺傳分子滅絕。

但是,單細胞生物,又有許多種,細胞進入自由競爭時代。

然後,單細胞在向更高層升級,即多細胞時代到來。這次升層,使得多細胞生物成爲主流。但注意的是,單細胞生物沒有退出。

許多單細胞生物,與多細胞生物形成共生體,如人體的腸道菌羣。實際上,人體的腸道菌羣能夠進化到消化糧食,是最近幾萬年才發生的事。

那麼,每次升層的過程的研究,很可能是一個重要的突破口:單細胞是如何構建爲多細胞生物的。

當然,還有後面的升層:多細胞共生體,沒有免疫和神經系統,而且每個細胞的DNA也是各自爲政的,多細胞如何進化爲一個整體,即從單一細胞分裂,然後產生免疫和神經系統的過程。

5. 功利的角度是重要的突破點。

每次升層,參與者得到了機會與競爭優勢。但也失去自由。

單細胞生命有自由,但缺少機會。

進化爲多細胞生物中的細胞,沒有自由,系統讓它自殺它就要自殺,否則免疫系統將其消滅。

但是,因爲整體的生命遠長於個體,所以個體的意志得以存在更長的時間。如人體壽命有幾十年,但一個細胞有的只能活幾天,細菌幾十分鐘。但人的腦細胞可以活幾十年,核心的腦丘體等免疫系統的核心部件中的細胞,也有人體共生死。

而社會則能活更長時間。

對於個體和整體,各有收穫。但也不全是如此。利他在多數時候成立。利他者越多,整體越有利。但整體如果不能保護利他者的利益,整體本身的競爭優勢,將不如同類的競爭者。如過於尚武的尼安德特人,不如相對溫和的智人。

 

 

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章