Celleutvikling

HD -bilde av en encellulær organisme

Hva er celleutvikling?

De Celleutvikling Det representerer alle de fysiske og kjemiske endringene som ga opphav til de sterkt organiserte og komplekse strukturer som vi kjenner som "celler". Til tross for at det er fremsatt mange antagelser i denne forbindelse, er det fremdeles ikke kjent nøyaktig hvordan de dannet seg.

Celler er de grunnleggende grunnleggende enhetene for alle levende vesener på jorden. Det er to typer markant forskjellige celler i naturen: prokaryote celler og eukaryote celler.

Prokaryote celler mangler indre membransystem.

Selv om de kan være veldig forskjellige, er alle celler preget av å være omgitt av en membran, for å ha inne i genetiske materialmolekyler som gir nødvendig informasjon for å produsere alle cellulære komponenter og multiplisere for å gi opphav til en annen celle.

Den viktigste viktige oppgaven for evolusjonsbiologer er demonstrasjonen av utviklingen av to grunnleggende aspekter for celleliv:

• Hvordan dannet mekanismen for selvtillit av molekyler som ble dannet som deoksyribonukleinsyre (DNA, genetisk materiale) selvutvikling (genetisk materiale)?
• Hvordan oppsto cellemembranene for å skille metabolisme i dannelse av de første cellene fra miljøet?

Begge spørsmålene forblir åpne i dag, siden evolusjonsbiologer bare har gjort noen slutninger i denne forbindelse, uten noen suksess fra den eksperimentelle demonstrasjonen.

Hvordan stammet cellene?

De mest aksepterte teoriene foreslår at begynnelsen på celleutviklingen skjedde med opprinnelsen til nukleinsyretypemolekyler som var i stand til å replikere (DNA og RNA).

Kan tjene deg: mikrofilamenter: egenskaper, struktur, funksjoner, patologi

Disse hypotesene, sammen kjent som "World of RNA", den "primære buljongen" eller den "primitive buljongen", er basert på det faktum at ribonukleinsyrepolymerer (RNA) er blitt observert med autokatalytisk kapasitet til å produsere nye korte fragmenter RNA.

Grand Prismatic Spring i Yellowstone. Det antas at denne atmosfæren ved høye temperaturer vil være lik det primære miljøet i terrestriske hav

I henhold til disse teoriene er det sannsynlig at mange ganger på jorden gjennom hele historien, ribonukleinsyrer, nukleotider, aminosyrer, enkle sukkerarter og noen fosferte forbindelser er blitt dannet.

Selv om mange av disse forbindelsene sikkert ble forringet uten å overskride mye lenger, antas det for øyeblikket at det kunne ha vært tilfelle at molekyler med evnen til å replikere ble innlagt på lipid "bobler" og kunne fortsette med sin autokatalytiske aktivitet fra "mat" hentet fra Andre molekyler som også var låst i disse boblene.

Det foreslås at disse boblene deretter kan deles inn i to på grunn av overflatespenningskrefter, og opprettholde hver "datter" deres interne autokatalytiske aktivitet. Kompleksiseringen av disse boblene kan ha involvert evnen til å mate fra sollys og noen kullsyreholdige forbindelser.

Disse "pre -klaululære" prosessene burde ha skjedd på jorden gjennom hundrevis av millioner av år, hvor forskjellige "protokéleles" sannsynligvis hadde sin opprinnelse og slukket, og valgte de som var i stand til å reprodusere og fôre effektivt effektivt.

Dermed ville protocen som følge av naturlig seleksjon som virker i hundrevis av millioner av år, være forfedrene eller de mest primitive formene for ultrakompleks og organiserte celler som vi kjenner i dag, som danner alle levende vesener.

Evolusjon av prokaryote celler

Illustrasjon av en 2D prokaryotisk celle

Sannsynligvis var de første produktene av celleopprinnelse prokaryote, prokaryote eller bakterieceller, ettersom de ofte er kjent; Det antas at de bebod landet omtrent to milliarder år før alle eukaryote organismer.

Kan tjene deg: hvor mange celler har menneskekroppen?

I løpet av de to milliarder årene forvandlet de første prokaryote organismer kontinuerlig den terrestriske overflaten og atmosfæren. Disse mikroorganismene spesialiserte stoffskiftet for å oppnå energi fra forbindelsene som florerte på planeten på den tiden.

Denne "spesialiseringen" var mulig takket være utviklingen av metabolske prosesser som gjæring, fotosyntese, fiksering av atmosfærisk nitrogen og bruk av oksygen i pust, etc. Disse ferdighetene utviklet av bakterier var bare mulig takket være tre hovedprosesser:

• Overføring av informasjon fra en organisme til en annen gjennom arv av genetiske informasjonsmolekyler: deoksyribonukleinsyre (DNA) og ribonukleinsyre (RNA); som tillot dem å utvikle kopier av seg selv over tid.
• Den horisontale overføringen av genetisk materiale gjennom små DNA -molekyler som er kjent som plasmider, som lar bakterier tilpasse seg ugunstige miljøforhold i korte perioder.
• Det smale eller symbiosesamarbeidet som kunne ha skjedd mellom bakterier med forskjellige egenskaper, noe som muligens tillot dem.

Alle disse egenskapene, sammen med det nære samarbeidet mellom bakterier, var det som mest sannsynlig ga opphav til eukaryote celler.

Eukaryotisk celleutvikling

For tiden er det fortsatt tvil om opprinnelsen til eukaryote celler. Imidlertid er den mest aksepterte hypotesen fra forskere "endosimbiose", som oppsto fra oppdagelsen av deoksyribonukleinsyre (DNA) syre molekyler i mitokondriene til eukaryote celler.

Kan tjene deg: Cinetocoro: Hva er, trening, funksjoner

Med denne informasjonen utledet evolusjonsbiologer at etterkommerne av bakteriene som levde mer eller mindre tre milliarder år siden i de primitive havene, på en eller annen måte slo de sammen eller oppslukt andre mikroorganismer.

Dette ser ut til å være "støttet" av egenskapene til mitokondriedivisjonen, som er gjengitt direkte av binær fisjon og til tider annet enn celledelingen av eukaryote celler.

Det antas at den svelgede organismen var den første "protomitokondrien" av eukaryoter, og at den ga kroppen at Engullo et avfallsfjerningssystem og en energikilde fra oksygen, mens "protomitocondria" fikk mat og husly og ly.

Denne "endosimbiosis" -mekanismen beskrives som en brå evolusjonsmekanisme, som i noen få tilfeller kan skje vellykket og permanent.

Symbiosen mellom mikroorganismer for å danne nye organismer er kanskje den viktigste endringskraften på jorden, og å bli utført i millioner av år, kunne ha skapt det store mangfoldet av måter vi observerer i alle eukaryote celler.

Celleutviklingen har opptrådt i lang tid; Derimot har forskere bare noen tiår fokusert på å svare på spørsmål relatert til denne prosessen, og mange er av den oppfatning at det er sannsynlig at før det 21. århundre slutter, kan den eksperimentelle demonstrasjonen av celleutvikling nås.

Referanser

1. Gould, s. J. (1994). Utviklingen av livet på jorden. Scientific American, 271 (4), 84-91.
2. Gould, s. J. (nitten nitti fem). 'Hva er livet?'Som et problem i historien.
3. Gray, m. W. (2017). Lynn Margulis og endosymbionnt -hypotesen: 50 år senere. Molekylærbiologi av cellen, 28 (10), 1285-1287.
4. Margulis, l., & Chapman, m. J. (1998). Endosymbiosses: Syklisk og permanent i evolusjonen. Trender i mikrobiologi, 6 (9), 342-345.
5. Martin, w. F., Garg, s., & Zimorski, V. (2015). Endosymbiotiske teorier for eukaryote opprinnelse. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 370 (1678), 20140330.