据《自然》杂志报道，英国伦敦大学生物学家尼克·雷恩和德国杜塞尔多夫大学威廉·马丁提出了一种或能解释地球上的动物和植物原祖——首个“真核”有机物如何形成的新假说。该假说认为，复杂的多细胞生命多样性，只会出现在一个细胞找到进入另一个细胞的途径并随时间进化成线粒体之后。

（1）线粒体：从细菌到生命的发动机

线粒体与现代人类起源理论的研究早已联系在一起。在科学界，有一种被广泛接受的学说――内共生学说，学说认为：原先独立生活的细菌在真核生物的共同祖先中繁殖，形成今天的线粒体。在这个学说里，线粒体只不过是生命细胞曾经的奴隶。远古时期的某天，某个原始的真核细胞吞噬了一个细菌。之后，两个细胞共同进化，“内部细胞”只在一件事情上越来越有效，那就是给细胞提供能量，而且它变得越来越小，为其新出现的功能脱落掉所有不必要的基因。这个被吞噬的细菌，逐步进化，形成了今天的线粒体。

由此，生命如同装上了发动机，蓄势待发：较大细胞内的能量充足性使这些新的生命形式积聚出比它们祖先多出1 000倍或更多的DNA数量，允许它们变得越来越复杂，随着时间的推移逐步形成植物、动物和其他分支。

（2）复杂性中的简单性

这一复杂的哲学命题中，隐含着简单性的“功劳”：线粒体DNA分子相对稳定，不会互相交换DNA片断，造成它们发生变化的唯一因素是自发变异。这种变异以相对稳定速率进行并积累，使“发动机”得以持续不断为生命提供“燃料”。

线粒体是人和许多生物细胞具有的一种细胞器，它独立于细胞核之外，拥有自己的遗传物质和基因组。近期，人类已经智慧地利用这用这一哲学思想来研究生命体。美国克雷格·文特尔研究所的研究人员在《自然·方法》杂志上发表的简单有效基因合成技术成果中，选择了实验鼠的线粒体基因组作为验证材料。

（3）从生命的本身学习生物学的研究方法

这种能量学也能解释为什么缺乏这些微小能源工厂的细菌和其他细胞从来没有变得真正的复杂。它们总是面临能量限制，阻止它们获得和运用复杂性所需的成千上万的新基因。

线粒体让生命的进化解决了能量的瓶颈，让复杂性得以有序。那么，我们今天在理解生命学、探索生命的本质历程中，是否同样面临着必须解决复杂性研究的瓶颈问题？

（4）低估了的生物学复杂性

从人类基因组计划开展以来，就获得了海量的基因数据。近年来，系统生物学已经可以帮助科研人员更好地了解生物的复杂性。例如，研究者希望将p53蛋白网络、整个细胞甚至一群细胞之间所有的相互作用进行一次分类，然后将数据输入计算机模型，这样可以从一个更为系统的角度来观察生物是如何运作的。

但是，无可否认的是，当前的生物学研究仍低估了生物学的复杂性。而且，生物学家们研究得越深入，就越发发现生命的复杂：随着测序技术及其它技术的进步，海量数据非但没能让我们更了解生物学，反而使得生物学变得越来越复杂，而且其复杂程度正以几何倍数增长。即便是在系统生物学或计算生物学的模型中，在多数情况下，系统模型很快就会变得非常复杂，人们根本无法从中获取任何有价值的信息，只能再次落入相互作用的迷宫。

（5）“自上而下”的缺失和忽视了的生理学研究

美国加州理工学院发育生物学家Eric Davidson认为，“生物学已经进入了一个新时代，科学在这里是建立在各种解释和假说的基础之上的，而不再是根据各种现象进行因果推理。”但是，研究者目前所做的工作，并不是源自自上而下的分析，即将各种数据全都一股脑导入模型，希望从众多错综复杂的头绪中理清背后的机制。相反，实际情况是科学家们在对实验室中比较容易进行控制的，比如模式生物的进程的各个参与元件进行系统分析之后才能得出结论。他们使用的仍然是系统的方法，但是采用的则是传统的自下而上的研究策略。

尽管系统生物学认为，“自上而下”与“自下而上”相互补，但由于对于生理过程不理解，生物学研究至今局限于类似“线粒体之前的生命体”的水平。

（于建荣 整理）