【鬼谷說】肌肉演化史:上古洪荒之力

#肌肉?由markdown語法編輯
### 1.先有肌還是先有動(dòng)物?
演化最深層的運(yùn)作機(jī)制
討論一個(gè)科學(xué)問題,首先要有明確定義
定義:肌肉,是一種能收縮的動(dòng)物組織,屬于軟組織,由動(dòng)物的中胚層發(fā)育而來?
非兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物:海蜇 基本一灘水
兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物身上有“肉”
非兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物:環(huán)繞口部有一圈“肌肉環(huán)”
可以幫助收縮/抽搐以游泳
最早的肌肉痕跡:5.6E年前,類似水螅
水母和??翰粚I(yè)的肌肉,常常由表皮細(xì)胞兼職
### 2.專業(yè)肌肉的原型機(jī):肌絲
肌肉由肌絲組成,肌絲實(shí)際上是兩種蛋白的結(jié)合:
肌動(dòng)蛋白(Actin)(長(zhǎng)蛋白絲)和
肌球蛋白(Myosin)(長(zhǎng)蛋白絲,末端帶棍)
肌球蛋白走路的能量來源:ATP,不穩(wěn)定,容易爆裂
-分子馬達(dá) 不斷爆開,不停的向前走

如果一大捆肌球蛋白一起動(dòng) 在宏觀上就會(huì)產(chǎn)生“肌肉收縮”
**通過對(duì)肌球蛋白和肌肉蛋白的不同組裝,可以得到不同性能的肌肉**
骨骼?。焊弑l(fā)
平滑肌:高耐久 消化道等
心?。焊弑l(fā)+耐久,但只能做簡(jiǎn)單重復(fù)運(yùn)動(dòng)

不同型號(hào):
### 3.裝配肌肉:
多拷貝基因?
一個(gè)基因就像一條生產(chǎn)線 不夠用就會(huì)多開幾條
產(chǎn)量大的蛋白質(zhì) 就會(huì)屯幾份相同的基因

這種“多拷貝基因”發(fā)生突變時(shí) 就可能生產(chǎn)兩種性能不同的肌球蛋白
調(diào)節(jié)不同性能肌球蛋白的比例 既可以生成多種不同性能的肌肉
從而提升對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性
### 4.演化之初:
#### 最早可能只有9種肌球蛋白
到人類祖先已經(jīng)有了四十多種
700w年前 人類祖先利用這種方式轉(zhuǎn)型為長(zhǎng)跑 從而延續(xù)生存
編碼這兩種肌球蛋白的基因 可能在十多億年前就已經(jīng)分家了
#### 海綿:最基干的生物
盡管海綿中沒什么軟組織,但構(gòu)成海綿的化學(xué)成分和一切其它動(dòng)物都異乎尋常的相似
從分子零件的層面說,海綿和其它生物都一樣
考證早期化石:從殘存的化學(xué)痕跡,判斷分子零件類型,從而確定是哪類生物
**海綿沒有肌肉,卻有肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白**
#### 第一個(gè)問題:維持細(xì)胞形狀
動(dòng)物:細(xì)胞很大,足夠分隔出房間
較大的細(xì)胞必須維持形狀,但細(xì)胞自身不具備維持的能力,需要依賴支撐結(jié)構(gòu)
支撐結(jié)構(gòu),稱作“細(xì)胞骨架”,需要細(xì)且堅(jiān)韌
海綿的細(xì)胞骨架中 包括 肌動(dòng)蛋白
(肌肉相當(dāng)于把細(xì)胞骨架捆成一束)
#### 第二個(gè)問題:物質(zhì)的運(yùn)輸
細(xì)胞內(nèi)需要把不同的物質(zhì)輸送到不同的房間
細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)囊环N解決方案:借助細(xì)胞骨架
順著 由肌動(dòng)蛋白組成的細(xì)胞骨架 移動(dòng)+運(yùn)輸
肌球蛋白正是其中一員
在此之前還有單獨(dú)的蛋白絲

#### 多細(xì)胞變形蟲:黏菌
黏菌的細(xì)胞中存在大量“單獨(dú)的肌球蛋白”
由于只有一條腿 運(yùn)動(dòng)能力很差
變形蟲變形能力強(qiáng) 所以細(xì)胞骨架要隨時(shí)拆解+重建
變形蟲體內(nèi)的肌球蛋白起到類似安全索的作用:
一遍黏住肌動(dòng)蛋白,一邊拴住工作蛋白質(zhì)
還能再肌動(dòng)蛋白上簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)
### 5.二十億年前的祖先
變形蟲的運(yùn)動(dòng)和生活方式被認(rèn)為和多細(xì)胞生物祖先相似
細(xì)菌強(qiáng)化了 有氧呼吸-消耗有毒的氧氣-產(chǎn)生了ATP
而古菌可以使用ATP的能量 而某些代謝產(chǎn)物可以被細(xì)菌利用
結(jié)果古菌和細(xì)菌 共生合作
古菌得以搭建復(fù)雜而靈活的細(xì)胞骨架,從而可以向外延伸接觸更多細(xì)菌
細(xì)胞骨架變大 維護(hù)變得麻煩
骨架本身的蛋白質(zhì) 演化出 能夠連接其它功能蛋白
從而使得維護(hù)變得簡(jiǎn)單
再后來 又演化出 能夠運(yùn)動(dòng)
**誕生了最早的肌球蛋白**

古菌細(xì)胞進(jìn)一步擴(kuò)張 需要強(qiáng)化物質(zhì)運(yùn)輸(量與速度)
一部分肌球蛋白成為專門的搬運(yùn)工 結(jié)合功能蛋白
再成為二聚體 從而快速運(yùn)動(dòng)
經(jīng)過兩億年演化 古菌細(xì)胞膜完全包裹了細(xì)菌
成為了[[線粒體]]
8億年前 原始的多細(xì)胞 動(dòng)物 出現(xiàn)?需要輕微形變
一部分搬運(yùn)用的肌球蛋白 開始牽拉細(xì)胞骨架
隨著細(xì)胞體形的增大 單個(gè)變形細(xì)胞不夠用了

再合眾為一 共同牽引?
細(xì)胞骨架也演化為一捆 便于肌肉發(fā)力
肌肉由此走向宏觀
兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物:一部分細(xì)胞獨(dú)立出來專門負(fù)責(zé)收縮
這 便是最嚴(yán)格意義上的 肌肉