ТЕОРІЇ ЕВОЛЮЦІЇ КЛІТИН - БІОЛОГІЯ - 2025

В теорії еволюції клітини є поясненням , які намагаються , щоб зрозуміти , коли і як клітини з'явилися. Зазвичай вони відносяться до еукаріотичних клітин, тобто до тих, які мають ядро, розділене клітинною мембраною, де вони містять генетичний матеріал.

На відміну від прокаріотичних клітин, які простіші і з'явилися приблизно 3,7 мільярда років тому на Землі, еукаріотичні клітини набагато складніші, більші та останнім часом з'являються.

Образ високої чіткості одноклітинного організму. Через Youtube.

Оскільки еукаріотичні клітини є основою більшості живих істот, таких як рослини та тварини, було розроблено кілька теорій про їх походження та чому вони з’явилися.

Розвиток перших клітин

Перші клітини з'явилися щонайменше 3,7 мільярда років тому, приблизно через 750 мільйонів років після утворення Землі. Хоча ми точно не знаємо, як з’явилися перші клітини, але ми точно знаємо, як вони розвивалися.

Однак однією з найбільш прийнятих теорій про утворення перших клітин є така: зважаючи на атмосферні умови ранньої Землі, розряд енергії може спричинити спонтанне формування органічних молекул.

Це продемонстрували експерименти Стенлі Міллера в 1950-х роках, в яких йому вдалося створити органічні молекули з водню, метану та аміаку.

Пізніше були сформовані перші складні органічні молекули (їх ще називають макромолекулами). У якийсь момент еволюції цих молекул перша, здатна до реплікації, виникла, використовуючи матеріали зі свого середовища. Тоді вперше народилася клітина.

Ці перші осередки могли спочатку вільно відтворюватися, враховуючи відсутність конкуренції за пальне, яке вони використовували. Однак, оскільки їх кількість значно зросла (саме через цю відсутність конкуренції), клітинам незабаром довелося стати більш досконалими, щоб продовжувати розмножуватися. Так почався процес еволюції.

Типи клітин та їх розвиток

Протягом багатьох років вважали, що існують лише два типи клітин - прокаріоти (що буквально означає «без ядра») та більш складні еукаріоти, що розвиваються пізніше. Однак за останні два століття були виявлені інші типи клітин, які не відповідають характеристикам жодної з двох інших.

Ці клітини відомі з 90-х років як "археї", що буквально означає "древні". Таким чином сьогодні використовується класифікаційна система трьох областей: Архея, Бактерія та Евкарія.

Клітини Археї

Археї (також відомі як Archaea) - це клітини без ядра, дуже схожі на бактерії, але з певними характеристиками, що призвели до їх розгляду як самостійних організмів.

Як і всі інші клітини, вони є мікроскопічними організмами. Їх клітинна стінка дуже стійка, що дозволяє їм жити в екстремальних умовах (навіть на астероїдах у просторі, без захисту будь-якого типу атмосфери).

Їх раціон також дуже різний, оскільки вони використовують перевагу неорганічних сполук, таких як водень, вуглекислий газ або сірка замість кисню.

Прокаріотичні клітини (бактерії)

Прокаріотичні клітини найпростіші з трьох типів. Вони мають лише одну клітинну мембрану, яка оточує внутрішню частину клітини. Всередині ми можемо знайти генетичний матеріал, підвішений всередині цитоплазми, а також деякі рибосоми (органели, які генерують енергію всередині клітини).

Клітини прокаріотів, незважаючи на те, що їх багато типів, класифікуються як бактерії. Щоб ефективніше адаптуватися до навколишнього середовища, у багатьох з них є інші доповнення, такі як джгутики, щоб вільно рухатися, або липка стінка, капсула, що дозволяє їм прилипати до інших організмів.

Еукаріотичні клітини

Еукаріотичні клітини - найскладніші та найбільші з трьох типів. Вони відрізняються від прокаріотів і архей головним чином тим, що мають ядро, де вони зберігають ДНК. Крім того, вони мають кілька типів стільникових органел, що дозволяють виконувати різні типи функцій.

Еукаріотичні клітини є основою всього складного життя, яке існує на Землі. Через це вчені багато десятиліть вивчали його походження та розробили так звану Ендосимбіотичну теорію розвитку клітин.

Ендосимбіотична теорія еволюції клітин

Еукаріотичні клітини значно розвинені, ніж археї або бактерії. Лише кілька десятиліть тому було знайдено задовільне пояснення його виникнення: ендосимбіотична теорія.

Ця теорія ґрунтується на схожості, яку мають мітохондрії та хлоропласти еукаріотичних клітин з бактеріями, як за формою, так і за їх функцією.

Тому вчені, які її захищають, пропонують, що в якийсь момент еволюції велика клітина поглинула бактерію і почала використовувати її для отримання енергії, необхідної для виживання та відтворення.

Тим часом поглинуті бактерії набули більшої ймовірності залишити потомство, а також підвищили безпеку, перебуваючи всередині більшої клітини. Тому стався симбіотичний зв’язок; звідси і назва теорії.

Після мільйонів років еволюції мітохондрії та хлоропласти, які раніше були незалежними бактеріями, спеціалізувалися. Тому вони більше не можуть виживати поза клітиною.

Докази ендосимбіотичної теорії

У повсякденній мові ми використовуємо слово "теорія" для опису думки, яка не ґрунтується на фактах. Однак у світі науки теорія - це пояснення явища, підтвердженого експериментами та спостереженнями.

Ендосимбіотична теорія не є винятком. Кілька підказок приводять нас до думки, що саме так виникали клітини тварин і рослин. Деякі з цих свідчень:

• Мітохондрії та хлоропласти мають свою власну ДНК → Ці два типи органел є єдиними, які мають ДНК всередині своєї цитоплазми, відокремлюючись від основної ДНК клітини.
• Обидва органели розмножуються самостійно → Оскільки вони мають власну ДНК, хлоропласти та мітохондрії можуть реплікувати незалежно від клітини та направляти власний поділ.
• Вони мають клітинну мембрану → На відміну від інших органел клітини, і мітохондрії, і хлоропласти мають подвійну клітинну мембрану, яка відокремлює їх від решти. Цей тип мембрани також присутній у бактеріях.

Список літератури

1. "Прокаріотичні клітини" в: Ханської академії. Отримано: 17 січня 2018 року з Академії Хана: es.khanacademy.org.
2. "Відмінності між еукаріотичною та прокаріотичною клітиною" у: Різниця між. Отримано: 17 січня 2018 р. З Різниця між: різниця-entre.com.
3. "Від прокаріотів до еукаріотів" у: Розуміння еволюції. Отримано: 17 січня 2018 року з Understanding Evolution: evolution.berkeley.edu.
4. "Походження та еволюція клітин" у: NCBI. Отримано: 17 січня 2018 року з NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
5. "Еволюція клітини" в: Вивчіть генетику. Отримано: 17 січня 2018 року з Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.