这份报告引起了一些可以理解的怀疑。许多生物化学家坚持认为,在如此漫长的时间跨度内,除非细菌不时地苏醒,否则其组成部分会变得毫无用处地降解。然而,如果细菌确实偶尔活动,那么没有 plausible 的内部能源能够持续如此之久。持怀疑态度的科学家们认为,样本可能受到了污染,如果不是在提取过程中,那么可能是在埋藏时。2001年,特拉维夫大学的一个团队认为,B. permians 与在死海发现的一种现代细菌菌株 Bacillus marismortui 几乎完全相同。它们只有两个基因序列不同,而且差异很小。
“难道我们要相信,”以色列研究人员写道,“在2.5亿年里,B. permians积累的遗传差异量与实验室里仅需3-7天就能达到的量相同吗?”弗里兰在回应中提出,“细菌在实验室里进化得比在野外快。”
也许吧。
一个显著的事实是,直到太空时代,大多数学校教科书仍将生物世界仅分为两类——植物和动物。微生物几乎没有提及。变形虫和类似的单细胞生物被视为原生动物,藻类被视为原生植物。细菌通常也被归入植物类,尽管每个人都知道它们不属于那里。早在十九世纪末,德国博物学家恩斯特·海克尔就提出,细菌应该被归入一个独立的界,他称之为“原核生物界”(Monera),但这个想法直到1960年代才开始在生物学家中流行起来,而且也只是在部分人中。(我注意到,我手头那本1969年的可靠的《美国传统词典》案头版并不承认这个术语。)
可见世界中的许多生物也未能被传统划分很好地归类。真菌,包括蘑菇、霉菌、白粉病菌、酵母菌和马勃菌的类群,几乎总是被当作植物对象处理,尽管事实上关于它们的几乎所有方面——它们如何繁殖和呼吸,如何构建自身——都与植物界的任何东西不符。结构上,它们与动物有更多的共同点,因为它们用几丁质构建细胞,这种物质赋予了它们独特的质地。同样的物质也用于制造昆虫的外壳和哺乳动物的爪子,尽管在锹甲虫身上的味道远不如在波托贝洛蘑菇中那么可口。最重要的是,与所有植物不同,真菌不进行光合作用,因此它们没有叶绿素,也就不是绿色的。相反,它们直接生长在食物来源上,而食物来源几乎可以是任何东西。真菌会吃掉混凝土墙上的硫磺,或者你脚趾间腐烂的物质——这两件事是任何植物都不会做的。它们几乎唯一的植物性特征就是它们会生根。
更难以归类的是那些奇特的生物群,正式名称为粘菌门(myxomycetes),但更常被称为粘菌(slime molds)。这个名字无疑与它们的默默无闻有很大关系。如果起一个听起来更有活力的名字——比如说“能动的自激活原生质”——而不是像你伸手到堵塞的排水管深处发现的那种东西,几乎肯定会让这些非凡的实体更早地获得它们应得的关注,因为粘菌,毫无疑问,是自然界中最有趣的生物之一。当环境好的时候,它们以单细胞个体存在,很像变形虫。但当条件变得艰难时,它们会爬到一个中心聚集地,几乎奇迹般地变成一个蛞蝓。这个蛞蝓并不漂亮,也走不了太远——通常只是从一堆落叶的底部爬到顶部,处于一个稍微更暴露的位置——但在数百万年里,这很可能一直是宇宙中最巧妙的把戏。
而且还不止于此。把自己拖到一个更有利的地方后,粘菌再次变形,呈现出植物的形态。通过某种奇特的有序过程,细胞重新配置,就像一支微型军乐队的成员一样,形成一个茎,茎顶端形成一个称为子实体的球状结构。子实体内部有数百万个孢子,在适当的时刻释放到风中,随风飘散,变成单细胞生物,可以重新开始这个过程。
多年来,粘菌被动物学家归为原生动物,被真菌学家归为真菌,尽管大多数人都能看出它们并不真正属于任何地方。当基因检测技术出现时,穿着实验服的人们惊讶地发现,粘菌是如此独特和奇特,以至于它们与自然界中的任何其他生物都没有直接关系,有时甚至彼此之间也没有关系。
1969年,为了给日益不完善的分类带来一些秩序,康奈尔大学的生态学家R.H.惠特克在《科学》杂志上提出了一项建议,将生命分为五个主要的支系——称为界(kingdoms)——分别是动物界、植物界、真菌界、原生生物界和原核生物界。原生生物界(Protista)是对一个早期术语原生生物界(Protoctista)的修改,这个术语是一个世纪前由苏格兰生物学家约翰·霍格提出的,旨在描述任何既非植物也非动物的生物。
尽管惠特克的新方案是一个巨大的进步,但原生生物界的定义仍然模糊不清。一些分类学家将其保留给大型单细胞生物——真核生物——但另一些则将其视为生物学的杂物抽屉,将任何不适合其他地方的东西都放进去。它包括(取决于你查阅的文本)粘菌、变形虫,甚至海藻等等。据一项计算,它总共包含了多达20万种不同的生物。那可真是很多杂七杂八的东西。
具有讽刺意味的是,就在惠特克的五界分类法开始进入教科书之际,伊利诺伊大学一位退休学者正在摸索一项将挑战一切的发现。他的名字叫卡尔·乌斯(Carl Woese,与rose押韵),自20世纪60年代中期——或者说,大约是能够做这件事的最早时期——他一直在悄悄地研究细菌的基因序列。在早期,这是一个极其费力的过程。研究一种细菌很容易消耗一年时间。那时,根据乌斯的说法,已知的细菌种类只有大约500种,这比你嘴里的细菌种类还要少。如今这个数字大约是原来的十倍,但这仍然远低于藻类的26900种、真菌的70000种以及变形虫及相关生物的30800种,这些生物的传记填满了生物学的史册。
总数偏低并非仅仅因为漠不关心。细菌的分离和研究可能极其困难,令人沮丧。只有大约1%的细菌能在培养基中生长。考虑到它们在自然界中具有惊人的适应性,一个奇怪的事实是,它们似乎唯一不想生活的地方就是培养皿。把它们放在琼脂培养基上,随你怎么呵护,大多数细菌只会躺在那里,拒绝任何生长的诱惑。任何在实验室中茁壮成长的细菌,按定义来说都是特殊的,然而几乎所有微生物学家研究的都是这些生物。乌斯说,这就像“通过参观动物园来了解动物”。
然而,基因让乌斯得以从另一个角度研究微生物。随着研究的深入,乌斯意识到微生物世界存在着比任何人想象的都更根本的划分。许多看起来像细菌、行为像细菌的小生物实际上完全是另一种东西——一种很久以前就从细菌分支出来的东西。乌斯称这些生物为古细菌(archaebacteria),后来缩写为古菌(archaea)。
必须指出的是,区分古菌和细菌的特性并非那种能让除了生物学家之外的任何人脉搏加速的类型。它们主要是脂质上的差异以及一种称为肽聚糖的物质的缺失。但在实践中,它们造成了天壤之别。古菌与细菌的差异比你我和螃蟹或蜘蛛之间的差异还要大。乌斯独自一人发现了一个前所未知的生命分支,其根本性如此之高,以至于它位于被称为“生命通用树”(Universal Tree of Life)的顶端,高于界的水平。
1976年,他震惊了世界——至少是关注这件事的那一小部分世界——重新绘制了生命之树,纳入的不是五个主要分支,而是二十三个。他将这些分支归入三个新的主要类别——细菌域、古菌域和真核域(有时拼写为 Eucarya)——他称之为域(domains)。
乌斯的新划分并未在生物学界引起轰动。有些人认为其过于偏重微生物而予以否定。许多人干脆置之不理。据弗朗西斯·阿什克罗夫特说,乌斯“感到极度失望”。但他的新方案开始慢慢在微生物学家中流行起来。植物学家和动物学家则慢得多才欣赏到它的优点。原因不难理解。在乌斯的模型中,植物学和动物学的世界被降级为真核域分支最外层的一些细枝末节。其他一切都属于单细胞生物。