可否从理论的角度讨论细胞在进化中产生一个完整的载体蛋白需要花多少（万／亿）年？ 第1页

从零开始拼凑随机突变的核苷酸去随机出一个载体蛋白可能需要上百万年，但现实中产生一个载体蛋白不需要什么万年、亿年。

最简单的载体蛋白是两个蛋白质亚基组成的发夹状构造，复杂的载体蛋白由这种东西多次重复、组合而成。人们已经在大肠杆菌的简单发夹状构造上实测发现，这东西只要改变1个氨基酸，就能改变可通过的分子的尺寸限制。

对每天或数天传代一次、一个种群起码有成百亿个体的单细胞生物来说，每天都可能随机产生“能通过特定尺寸分子的载体蛋白”，这玩意不一定好用就是了。在有相应物质可供该性状使用的环境里，生态选择可以筛选较为好用的类型，通过传代和单细胞生物的各种基因传递手段扩散开来。

你可以想想人类在20世纪两次发现的、自然环境里随机出现的能分解尼龙的细菌菌株。这突变在地球历史上大概也随机出现过，而那时候没有尼龙可供分解。在植物身上，人们已经发现某些载体蛋白在其对应的化合物出现之前就演化了出来^[1]。

Francois Jacob教导我们说：演化是一个修补匠。

演化将旧功能与旧功能融合在一起、稍加变形来获得新功能。基因组是装满了可复用、可转用的零件的工具箱，箱中的老零件可以解决新问题，相同的构造可以出现在不同的解剖学结构中、发挥不同的功能，而不需要花费几百万年时间来为一个新功能随机出一个独特的新基因。

大量研究显示，多种跨膜通道、二级载体蛋白、主动转运蛋白、基团转位蛋白是由自然界中普遍存在的仅有1到3个跨膜α螺旋段的通道形成肽的基因重复事件产生的，你完全可能在一次实验中就得到同样的东西。少数通道形成蛋白在那之后与已经存在的、“执行ATP相关功能的膜蛋白”或“与不涉及转运的分子结合的受体蛋白”组合成具有新功能的主动转运蛋白和基团转位蛋白。

参考

1. ^ http://dx.doi.org/10.7554/eLife.19466