TEORIE EWOLUCJI KOMÓREK - BIOLOGIA - 2026

Te teorie ewolucji komórki są wyjaśnienia starają się zrozumieć, kiedy i jak komórki pojawiły. Zwykle odnoszą się do komórek eukariotycznych, to znaczy takich, które mają jądro oddzielone błoną komórkową, w której zawierają materiał genetyczny.

W przeciwieństwie do komórek prokariotycznych, które są prostsze i pojawiły się na Ziemi około 3,7 miliarda lat temu, komórki eukariotyczne są znacznie bardziej złożone, większe i pojawiły się niedawno.

Obraz o wysokiej rozdzielczości organizmu jednokomórkowego. Przez YouTube.

Ponieważ komórki eukariotyczne są podstawą większości żywych istot, takich jak rośliny i zwierzęta, opracowano kilka teorii na temat ich pochodzenia i przyczyn ich pojawienia się.

Rozwój pierwszych komórek

Pierwsze komórki pojawiły się co najmniej 3,7 miliarda lat temu, około 750 milionów lat po powstaniu Ziemi. Chociaż nie wiemy na pewno, jak pojawiły się pierwsze komórki, wiemy dość dokładnie, jak się rozwinęły.

Jednak jedna z najbardziej akceptowanych teorii na temat powstawania pierwszych komórek jest następująca: biorąc pod uwagę warunki atmosferyczne panujące na wczesnej Ziemi, wyładowanie energii może powodować samorzutne tworzenie się cząsteczek organicznych.

Pokazały to eksperymenty Stanleya Millera w latach pięćdziesiątych XX wieku, w których udało mu się stworzyć cząsteczki organiczne z wodoru, metanu i amoniaku.

Później powstały pierwsze złożone cząsteczki organiczne (zwane także makrocząsteczkami). W pewnym momencie ewolucji tych cząsteczek pierwsza zdolna do replikacji pojawiła się przy użyciu materiałów ze swojego otoczenia. Wtedy po raz pierwszy narodziła się komórka.

Te pierwsze ogniwa mogły na początku swobodnie się rozmnażać, biorąc pod uwagę brak konkurencji dla używanego paliwa. Jednak ze względu na znaczny wzrost ich liczby (właśnie z powodu braku konkurencji) komórki wkrótce musiały stać się bardziej wyrafinowane, aby kontynuować rozmnażanie. Tak rozpoczął się proces ewolucji.

Typy komórek i ich rozwój

Przez wiele lat uważano, że istnieją tylko dwa typy komórek, prokariota (co dosłownie oznacza „bez jądra”) oraz bardziej złożone i późniejsze eukarionty. Jednak w ciągu ostatnich dwóch stuleci zidentyfikowano inne typy komórek, które nie pasują do cech żadnego z dwóch pozostałych.

Komórki te znane są od lat 90-tych jako „archeony”, co dosłownie oznacza „starożytne”. W ten sposób stosuje się dziś system klasyfikacji trzech domen: Archaea, Bacteria i Eucaria.

Komórki archeonów

Archaea (znane również jako Archaea) to komórki bez jądra, bardzo podobne do bakterii, ale z pewnymi cechami, które sprawiły, że są uważane za niezależne organizmy.

Podobnie jak wszystkie inne komórki, są mikroskopijnymi organizmami. Ich ściana komórkowa jest bardzo odporna, co pozwala im żyć w ekstremalnych warunkach (nawet na asteroidach w kosmosie, bez ochrony jakiejkolwiek atmosfery).

Ich dieta jest również bardzo odmienna, ponieważ zamiast tlenu wykorzystują związki nieorganiczne, takie jak wodór, dwutlenek węgla czy siarka.

Komórki prokariotyczne (bakterie)

Komórki prokariotyczne są najprostszym z trzech typów. Mają tylko jedną błonę komórkową, która otacza wnętrze komórki. Wewnątrz możemy znaleźć materiał genetyczny zawieszony w cytoplazmie, a także niektóre rybosomy (organelle wytwarzające energię w komórce).

Komórki prokariotyczne, pomimo wielu różnych typów, są klasyfikowane jako bakterie. W celu efektywniejszego przystosowania się do środowiska wiele z nich posiada inne dodatki, jak np. Wici do swobodnego poruszania się czy lepką ściankę, kapsułę, która pozwala im przylegać do innych organizmów.

Komórki eukariotyczne

Komórki eukariotyczne są najbardziej złożonymi i największymi z trzech typów. Różnią się od prokariontów i archeonów głównie tym, że mają jądro, w którym przechowują DNA. Ponadto mają kilka rodzajów organelli komórkowych, które pozwalają im wykonywać różne rodzaje funkcji.

Komórki eukariotyczne są podstawą wszelkiego złożonego życia na Ziemi. Z tego powodu naukowcy badali jego pochodzenie od wielu dziesięcioleci i opracowali tak zwaną endosymbiotyczną teorię rozwoju komórki.

Endosymbiotyczna teoria ewolucji komórek

Komórki eukariotyczne są znacznie bardziej rozwinięte niż archeony czy bakterie. Zaledwie kilkadziesiąt lat temu znaleziono zadowalające wyjaśnienie jego powstania: teorię endosymbiotyczną.

Teoria ta opiera się na podobieństwach, jakie mitochondria i chloroplasty komórek eukariotycznych mają z bakteriami, zarówno pod względem formy, jak i funkcji.

Dlatego naukowcy, którzy go bronią, proponują, aby w pewnym momencie ewolucji duża komórka wchłonęła bakterię i zaczęła ją wykorzystywać do wydobywania energii niezbędnej do przetrwania i rozmnażania się.

W międzyczasie zaabsorbowane bakterie zyskały większe prawdopodobieństwo opuszczenia potomstwa, a także większe bezpieczeństwo dzięki przebywaniu w większej komórce. Dlatego doszło do symbiotycznej relacji; stąd nazwa teorii.

Po milionach lat ewolucji wyspecjalizowały się mitochondria i chloroplasty, które wcześniej były niezależnymi bakteriami. Dlatego nie mogą już przetrwać poza komórką.

Dowody na teorię endosymbiotyczną

W języku potocznym używamy słowa „teoria”, aby opisać opinię, która nie jest oparta na faktach. Jednak w świecie nauki teoria jest wyjaśnieniem zjawiska potwierdzonego eksperymentami i obserwacjami.

Teoria endosymbiotyczna nie jest wyjątkiem. Kilka wskazówek prowadzi nas do wniosku, że w ten sposób powstały komórki zwierzęce i roślinne. Niektóre z tych dowodów są następujące:

• Mitochondria i chloroplasty mają swoje własne DNA → Te dwa typy organelli są jedynymi, które mają DNA w cytoplazmie, oddzielone od głównego DNA komórki.
• Obie organelle rozmnażają się samodzielnie → Ponieważ mają własne DNA, chloroplasty i mitochondria mogą replikować się niezależnie od komórki i kierować własnym podziałem.
• Mają błonę komórkową → W przeciwieństwie do pozostałych organelli komórkowych, mitochondria i chloroplasty mają podwójną błonę komórkową, która oddziela je od reszty. Ten typ błony jest również obecny w bakteriach.

Bibliografia

1. „Komórki prokariotyczne” w: Khan Academy. Pobrane: 17 stycznia 2018 z Khan Academy: es.khanacademy.org.
2. „Różnice między komórką eukariotyczną i prokariotyczną” w: Różnica między. Pobrane: 17 stycznia 2018 r. Z Difference Between: Difference-entre.com.
3. „Od prokariontów do eukariontów” w: Understanding Evolution. Pobrane: 17 stycznia 2018 z Understanding Evolution: evolution.berkeley.edu.
4. „Pochodzenie i ewolucja komórek” w: NCBI. Pobrane: 17 stycznia 2018 z NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
5. „The Evolution of the Cell” w: Learn Genetics. Pobrane: 17 stycznia 2018 z Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.