【有情天地】
來自遠古的微小生命 細菌和古菌
一沙一世界，一花一天堂，
掌心握無限，剎那即永恆。
－威廉‧布萊克〈純真的預言〉
布萊克是十八世紀的英國浪漫主義詩人，他的作品往往充滿了想像與創造力。在這首詩中，布萊克從微觀的視角去展現大千世界的奧妙，在某種程度上，或許言簡意賅地為微生物下了最好的注腳。因為在顯微鏡下的世界，一粒沙、一朵花就是一個生態系統，其中就包含了難以計數的單細胞生物。
地球上最早的生命以單細胞的形式出現在四十億年前，它們具有一條或多條鞭毛、細胞壁、細胞膜、細胞質及細胞核（由外至內）。不過這些生物的細胞核沒有核膜足以包裹成形，其中也沒有核仁及染色體，只有一團環狀形態的「去氧核糖核酸」（即DNA，具有遺傳訊息的物質），而這樣的細胞核又稱作「擬核」。其次，在細胞質中並無任何能執行特定生理功能的有膜細胞器（如葉綠體），僅有合成蛋白質的核糖體。
這些原始生命形式被科學家命名為「原核生物」，它們的生殖方式是最簡單的細胞分裂，即由一個母細胞直接分裂成兩個相等的子細胞。地球上的原核生物就如此繁衍了將近三十億年，廣泛分布於各處，甚至是溫泉、鹽湖、海底火山的熱氣噴發口。
過去，科學家認為所有的原核生物都是「細菌」。直到西元一九七七年，卡爾．理察．烏斯（Carl Richard Woese）和喬治．愛德華．福克斯（George Edward Fox）兩人發現，它們其實有兩種不同的形態及演化過程，應該在生命出現不久，便朝向不同的方向演化。於是一九九○年時，他們在「界」這個生物分類階元上，提出了更高一級的「域」，將原核生物分成「細菌域」和「古菌域」，而其他較晚演化出的生物則歸入「真核域」。
以細胞構造來說，細菌域與古菌域看似一樣，但在「去氧核糖核酸」的修復、複製，以及能與組織蛋白相結合這三方面，古菌域更類似真核域；其次，古菌域的鞭毛成分及形成過程，也與細菌域不同。因此，科學家認為細菌域與古菌域是截然不同的兩大類生物。不過有趣的是，若就組成細胞膜的物質來說，細菌域與真核域又是相同的，古菌域反而不同於它們，這也是古菌域生物可以適應各種極端環境的原因之一。
由此可知，這三大域生物彼此間互有共同點或相異點，說明了這是地球生命演化的三大方向。如今科學家推測，從基因證據上來看，真核域是古菌域與細菌域的基因融合體，由於遠古時期某些古菌與細菌共生或異種結合，而演化出來的結果。換言之，真核域生物細胞內的粒線體（儲存及供應能量）、葉綠體（行光合作用）等，很可能原本是某種古菌或細菌，當它們被其他古菌、細菌吞噬後，與宿主達成互利共生的效用，再經長期演化，最終發展出更複雜的生命形態。 原來，演化的神奇總是出人意表，相信在不久的將來，當科學家的基因定序技術更進步時，我們能揭開更多生命的祕密。
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細菌、古菌一二事 |
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