【鬼谷说】肌肉演化史：上古洪荒之力

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### 1.先有肌还是先有动物？

演化最深层的运作机制

讨论一个科学问题，首先要有明确定义

定义：肌肉，是一种能收缩的动物组织，属于软组织，由动物的中胚层发育而来？

非两侧对称动物：海蜇 基本一滩水

两侧对称动物身上有“肉”

非两侧对称动物：环绕口部有一圈“肌肉环”

可以帮助收缩/抽搐以游泳

最早的肌肉痕迹：5.6E年前，类似水螅

水母和海葵：不专业的肌肉，常常由表皮细胞兼职

### 2.专业肌肉的原型机：肌丝

肌肉由肌丝组成，肌丝实际上是两种蛋白的结合：

肌动蛋白（Actin）（长蛋白丝）和

肌球蛋白（Myosin）（长蛋白丝，末端带棍）

肌球蛋白走路的能量来源：ATP，不稳定，容易爆裂

-分子马达 不断爆开，不停的向前走

如果一大捆肌球蛋白一起动 在宏观上就会产生“肌肉收缩”

**通过对肌球蛋白和肌肉蛋白的不同组装，可以得到不同性能的肌肉**

骨骼肌：高爆发

平滑肌：高耐久 消化道等

心肌：高爆发+耐久，但只能做简单重复运动

不同型号：

### 3.装配肌肉：

多拷贝基因 

一个基因就像一条生产线 不够用就会多开几条

产量大的蛋白质 就会屯几份相同的基因

这种“多拷贝基因”发生突变时 就可能生产两种性能不同的肌球蛋白

调节不同性能肌球蛋白的比例 既可以生成多种不同性能的肌肉

从而提升对环境的适应性

### 4.演化之初：

#### 最早可能只有9种肌球蛋白

到人类祖先已经有了四十多种

700w年前 人类祖先利用这种方式转型为长跑 从而延续生存

编码这两种肌球蛋白的基因 可能在十多亿年前就已经分家了

#### 海绵：最基干的生物

尽管海绵中没什么软组织，但构成海绵的化学成分和一切其它动物都异乎寻常的相似

从分子零件的层面说，海绵和其它生物都一样

考证早期化石：从残存的化学痕迹，判断分子零件类型，从而确定是哪类生物

**海绵没有肌肉，却有肌球蛋白和肌动蛋白**

#### 第一个问题：维持细胞形状

动物：细胞很大，足够分隔出房间

较大的细胞必须维持形状，但细胞自身不具备维持的能力，需要依赖支撑结构

支撑结构，称作“细胞骨架”，需要细且坚韧

海绵的细胞骨架中 包括 肌动蛋白

（肌肉相当于把细胞骨架捆成一束）

#### 第二个问题：物质的运输

细胞内需要把不同的物质输送到不同的房间

细胞内物质运输的一种解决方案：借助细胞骨架

顺着 由肌动蛋白组成的细胞骨架 移动+运输

肌球蛋白正是其中一员

在此之前还有单独的蛋白丝

#### 多细胞变形虫：黏菌

黏菌的细胞中存在大量“单独的肌球蛋白”

由于只有一条腿 运动能力很差

变形虫变形能力强 所以细胞骨架要随时拆解+重建

变形虫体内的肌球蛋白起到类似安全索的作用：

一遍黏住肌动蛋白，一边拴住工作蛋白质

还能再肌动蛋白上简单运动

### 5.二十亿年前的祖先

变形虫的运动和生活方式被认为和多细胞生物祖先相似

细菌强化了 有氧呼吸-消耗有毒的氧气-产生了ATP

而古菌可以使用ATP的能量 而某些代谢产物可以被细菌利用

结果古菌和细菌 共生合作

古菌得以搭建复杂而灵活的细胞骨架，从而可以向外延伸接触更多细菌

细胞骨架变大 维护变得麻烦

骨架本身的蛋白质 演化出 能够连接其它功能蛋白

从而使得维护变得简单

再后来 又演化出 能够运动

**诞生了最早的肌球蛋白**

古菌细胞进一步扩张 需要强化物质运输（量与速度）

一部分肌球蛋白成为专门的搬运工 结合功能蛋白

再成为二聚体 从而快速运动

经过两亿年演化 古菌细胞膜完全包裹了细菌

成为了[[线粒体]]

8亿年前 原始的多细胞 动物 出现 需要轻微形变

一部分搬运用的肌球蛋白 开始牵拉细胞骨架

随着细胞体形的增大 单个变形细胞不够用了

再合众为一 共同牵引 

细胞骨架也演化为一捆 便于肌肉发力

肌肉由此走向宏观

两侧对称动物：一部分细胞独立出来专门负责收缩

这 便是最严格意义上的 肌肉