单细胞到多细胞的过程

向右看齐 2024-04-18 19:38 46阅读 0赞

我们软件工程中，构建一直是令人着迷的问题。

复杂系统的构建直到今天还是彻头彻尾的迷。

我们知道许多信息，

我们知道DNA在每个cell中，知道表观导致相同的DNA，在细胞层面表达不同的性状，从而为不同的器官的构成形成基础。

但免疫系统如何控制从一个受精卵到一个系统的构建过程，我们还完全不了解。

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这里我收集一些信息，以便 将来有机会研究。

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# 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_doi.org_10.1146_annurev.genet.35.102401.090145]

[https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.genet.35.102401.090145][https_www.annualreviews.org_doi_abs_10.1146_annurev.genet.35.102401.090145]

**▪ Abstract **Multicellular 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 interaction][]; [signal transduction][]; [development][]; [differentiation][]; [dispersion][].

摘要:多细胞生物似乎是从单细胞中多次出现的。多细胞蓝细菌在地球上的生命历史早期出现。从那时起，多细胞形式在每个王国中独立出现，在某些门中出现多次。如果早期和频繁地采取从单细胞生命到多细胞生命的步骤，多细胞性的选择性优势可能很大。通过比较多细胞生物的性质与其推定的单细胞祖先的性质，可以识别选择性力。回顾多细胞性的独立实例表明，饲喂和分散的优势很常见。细胞间信号传导的能力伴随着多细胞性与细胞分化的演变。

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郝玉杰：我自己的思考：

1. 系统理论是尝试用一套相对共性的模式来描述复杂的系统。认为所有的复杂的系统有相同的构型。

系统理论是生物学的一个很小的子集。

那么，不论是一个生物中，从细胞到个体；还是个体构成的社会，以及国家构成联帮，具有相同的构型。

生物界的系统理论，与物理界的弦论，我认为有所不同。弦论认为世间万物是能量构成，只是能量的表现形式不同。虽然我认为弦论有一定道理，但我也认为在现实世界中，弦论没有实际意义。虽然生物学和物理学的目标都是求一，但二者的目标有实际的不同。二者的目的也相反，结果也相反。

2. 如果我们研究清楚一种生物的生长过程，就能得到所有生物的生长过程。从而知道个体如何构建社会，复杂公司如何管理。等等许多复杂系统的问题。

3. 生物的进化过程，是生长过程研究的重要突破口。比如现在的人类，过于复杂，难以研究。但可以研究相对古老的生物。

4. 系统理论的重要目标是将复杂系统的一切过程，简化。

其中最重要的手段之一是分层。

从生物进化的过程来看，最开始，地球上，可能有许多种遗传信息的表达分子，后来DNA在竞争中胜出。

然后，细胞开始抢夺这些DNA，形成细胞。这是第一次“升层”。每次升层，都会大规模导致旧的体系灭绝。这次升层，使得DNA以外的遗传分子灭绝。

但是，单细胞生物，又有许多种，细胞进入自由竞争时代。

然后，单细胞在向更高层升级，即多细胞时代到来。这次升层，使得多细胞生物成为主流。但注意的是，单细胞生物没有退出。

许多单细胞生物，与多细胞生物形成共生体，如人体的肠道菌群。实际上，人体的肠道菌群能够进化到消化粮食，是最近几万年才发生的事。

那么，每次升层的过程的研究，很可能是一个重要的突破口：单细胞是如何构建为多细胞生物的。

当然，还有后面的升层：多细胞共生体，没有免疫和神经系统，而且每个细胞的DNA也是各自为政的，多细胞如何进化为一个整体，即从单一细胞分裂，然后产生免疫和神经系统的过程。

5. 功利的角度是重要的突破点。

每次升层，参与者得到了机会与竞争优势。但也失去自由。

单细胞生命有自由，但缺少机会。

进化为多细胞生物中的细胞，没有自由，系统让它自杀它就要自杀，否则免疫系统将其消灭。

但是，因为整体的生命远长于个体，所以个体的意志得以存在更长的时间。如人体寿命有几十年，但一个细胞有的只能活几天，细菌几十分钟。但人的脑细胞可以活几十年，核心的脑丘体等免疫系统的核心部件中的细胞，也有人体共生死。

而社会则能活更长时间。

对于个体和整体，各有收获。但也不全是如此。利他在多数时候成立。利他者越多，整体越有利。但整体如果不能保护利他者的利益，整体本身的竞争优势，将不如同类的竞争者。如过于尚武的尼安德特人，不如相对温和的智人。

[https_doi.org_10.1146_annurev.genet.35.102401.090145]: https://doi.org/10.1146/annurev.genet.35.102401.090145
[https_www.annualreviews.org_doi_abs_10.1146_annurev.genet.35.102401.090145]: https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.genet.35.102401.090145
[cell-cell interaction]: https://www.annualreviews.org/keyword/Cell-cell+Interaction
[signal transduction]: https://www.annualreviews.org/keyword/Signal+Transduction
[development]: https://www.annualreviews.org/keyword/Development
[differentiation]: https://www.annualreviews.org/keyword/Differentiation
[dispersion]: https://www.annualreviews.org/keyword/Dispersion