什么是最小的多細胞生物?在單細胞生物演化成多細胞生物的過程中,是否有空檔?
世上生物若以數量計,單細胞微生物可是遙遙領先,但以種類計,卻不見得比多細胞生物多。地球生命的出現,由簡入繁;問題是:單細胞生物活得好好的,為什么要結合成多細胞生物?最小的多細胞生物是哪一種?為什么沒有由兩三個細胞組成的多細胞生物?
從化石里發現的最古老生物,是類似今日細菌一般的原核(缺細胞核膜)單細胞生物,時間約在三十五億年前。接下來才是有細胞核膜的真核單細胞生物,時間約在十億到二十億年前。事實上,真核生物細胞內的線粒體及葉綠體,即來自共生的原核生物;因此單細胞真核生物已經算是變相的“多”細胞生物了。
在形成真正的多細胞生物之前,單細胞生物早已能形成群落;只不過這種群落就算細胞數目再多,體積再大,其中成員要是沒有分化,就算不得真正的多細胞生物。好比許多微生物會在人體牙齒、腸道、泌尿道,以及水管、溪石表面形成生物膜(biofilm)的構造,由細胞分泌的細胞外基質相連,數目可達數百萬。這種生物膜可對抗消毒水、抗生素以及吞噬細胞的侵害,要比單獨行動的細菌更能在惡劣的環境下存活。只不過生物膜最終仍會解體,釋放出其中個別的微生物,讓其恢復自由之身。所以說生物膜只是單細胞微生物可能存在的形式之一,算不得多細胞生物。
至于最簡單的多細胞生物,據信是屬于扁盤動物門(Placozoa)的絲盤蟲(Trichoplax)。這種生物基本上只有三層細胞(包括四種類型),由上下兩層表皮細胞加上中間類似結締組織的細胞組成,但細胞總數達數千。感覺上,絲盤蟲與組成群落的團藻(Volvox)類似,都屬于原始的多細胞生物,其中細胞只有簡單的分化。
目前所知細胞數最少的多細胞生物,可能是秀麗隱桿線蟲(C.elegans)這種生活在土里的圓蟲。成年線蟲體內只有959個細胞(生殖細胞除外),其中包括302個神經細胞,此外還有肌肉細胞、消化系統及排泄系統,可謂麻雀雖小,五臟俱全(唯一缺的是循環系統)。
真正的多細胞生物,其組成細胞已失去獨立存活的能力,而與整體生死與共,永不分離。對個別細胞而言,這可是做了莫大的犧牲,但也享受了“人人為我,我為人人”的好處。多細胞生物經由分化,讓有些細胞負責吸收外界養分,有些負責排泄廢物,還有些負責輸送物質、移動身體、抵御外侮及繁殖子代等,要是只有少數幾個細胞,就用不上這許多系統。所以說,自然界看不到由個位數或兩位數的細胞形成的多細胞生物,是沒那個需要及好處,而非有什么空檔。