Θεωρίες της κυτταρικής εξέλιξης

Το θεωρίες της κυτταρικής εξέλιξης είναι εξηγήσεις που προσπαθούν να καταλάβουν πότε και πώς εμφανίστηκαν τα κύτταρα. Συνήθως αναφέρονται σε ευκαρυωτικά κύτταρα, δηλαδή σε εκείνα που έχουν πυρήνα διαχωρισμένο από κυτταρική μεμβράνη όπου περιέχουν το γενετικό υλικό.

Σε αντίθεση με τα προκαρυωτικά κύτταρα, τα οποία είναι απλούστερα και εμφανίστηκαν περίπου 3.700 εκατομμύρια χρόνια πριν στη Γη, τα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι πολύ πιο περίπλοκα, μεγαλύτερα και με πιο πρόσφατη εμφάνιση.

Επειδή τα ευκαρυωτικά κύτταρα αποτελούν τη βάση των περισσότερων ζωντανών πραγμάτων, όπως τα φυτά και τα ζώα, έχουν αναπτυχθεί αρκετές θεωρίες σχετικά με την προέλευσή τους και γιατί εμφανίστηκαν..

Ευρετήριο

• 1 Ανάπτυξη των πρώτων κυττάρων
• 2 Τύποι κυττάρων και η ανάπτυξή τους
  • 2.1 Αρχαία κύτταρα
  • 2.2 Προκαρυωτικά κύτταρα (βακτηρίδια)
  • 2.3 Ευκαρυωτικά κύτταρα
• 3 Endosymbiotic θεωρία της εξέλιξης των κυττάρων
  • 3.1 Αποδεικτικά στοιχεία της ενδοσμπιμωτικής θεωρίας
• 4 Αναφορές

Ανάπτυξη των πρώτων κυττάρων

Τα πρώτα κύτταρα εμφανίστηκαν τουλάχιστον πριν από 3.700 εκατομμύρια χρόνια, περίπου 750 εκατομμύρια χρόνια μετά τη δημιουργία της Γης. Παρόλο που δεν γνωρίζουμε με σιγουριά πώς εμφανίστηκαν τα πρώτα κύτταρα, γνωρίζουμε αρκετά καλά πώς αναπτύχθηκαν.

Ωστόσο, μία από τις πιο αποδεκτές θεωρίες σχετικά με το σχηματισμό των πρώτων κυττάρων είναι η ακόλουθη: δεδομένων των ατμοσφαιρικών συνθηκών της πρωτόγονης Γης, η εκροή ενέργειας μπορεί να παράγει οργανικά μόρια για να σχηματίσουν αυθόρμητα.

Αυτό αποδείχθηκε από τα πειράματα του Stanley Miller στη δεκαετία του '50, κατά το οποίο κατάφερε να δημιουργήσει οργανικά μόρια από το υδρογόνο, το μεθάνιο και την αμμωνία.

Αργότερα, σχηματίστηκαν τα πρώτα πολύπλοκα οργανικά μόρια (επίσης αποκαλούμενα μακρομόρια). Σε κάποιο σημείο της εξέλιξης αυτών των μορίων, το πρώτο ήταν ικανό να αναπαράγει χρησιμοποιώντας υλικά από το περιβάλλον του. Γεννήθηκε τότε, για πρώτη φορά, ένα κελί.

Αυτά τα πρώτα κύτταρα θα μπορούσαν να έχουν αναπαραχθεί ελεύθερα από την αρχή, δεδομένης της έλλειψης ανταγωνισμού για το καύσιμο που χρησιμοποίησαν. Ωστόσο, επειδή ο αριθμός τους αυξήθηκε σημαντικά (ακριβώς λόγω αυτής της έλλειψης ανταγωνισμού), σύντομα τα κύτταρα έπρεπε να γίνουν πιο περίπλοκα για να συνεχίσουν την αναπαραγωγή. Έτσι ξεκίνησε η διαδικασία της εξέλιξης.

Είδη κυττάρων και ανάπτυξη τους

Για πολλά χρόνια πιστεύεται ότι υπήρχαν μόνο δύο τύποι κυττάρων, οι προκαρυώτες (που σημαίνει κυριολεκτικά "χωρίς πυρήνα") και ευκαρυωτικά, πιο περίπλοκοι και αργότερα εκδηλώσεις. Ωστόσο, τους τελευταίους δύο αιώνες έχουν εντοπίσει έναν άλλο τύπο κυττάρων που δεν ταιριάζουν με τα χαρακτηριστικά οποιουδήποτε από τα άλλα δύο.

Αυτά τα κύτταρα είναι γνωστά από τη δεκαετία του '90 ως «αρχαία», που κυριολεκτικά σημαίνει «τα παλιά». Με αυτόν τον τρόπο χρησιμοποιείται σήμερα ένα σύστημα ταξινόμησης τριών τομέων: Αρχαία, Βακτήρια και Ευκαρία.

Αρχαία κύτταρα

Τα Αρχαία (επίσης γνωστά ως Arqueas) είναι κύτταρα χωρίς πυρήνα, πολύ παρόμοια με τα βακτηρίδια αλλά με ορισμένα χαρακτηριστικά που τους έχουν προκαλέσει να θεωρηθούν ανεξάρτητοι οργανισμοί.

Όπως και τα υπόλοιπα κύτταρα, είναι μικροσκοπικοί οργανισμοί. Το κυτταρικό τοίχωμά του είναι πολύ ανθεκτικό, γεγονός που του επιτρέπει να ζει σε ακραία περιβάλλοντα (ακόμη και σε αστεροειδείς στο διάστημα, χωρίς την προστασία οποιουδήποτε είδους ατμόσφαιρας).

Η διατροφή τους είναι επίσης πολύ διαφορετική, καθώς εκμεταλλεύονται ανόργανες ενώσεις όπως το υδρογόνο, το διοξείδιο του άνθρακα ή το θείο αντί του οξυγόνου.

Τα προκαρυωτικά κύτταρα (βακτήρια)

Τα προκαρυωτικά κύτταρα είναι τα απλούστερα μεταξύ των τριών τύπων. Έχουν μόνο μια κυτταρική μεμβράνη, η οποία περιβάλλει το εσωτερικό του κυττάρου. Μέσα στο εσωτερικό μπορούμε να βρούμε το γενετικό υλικό που αιωρείται μέσα στο κυτταρόπλασμα, καθώς και μερικά ριβοσώματα (τα οργανίδια που παράγουν ενέργεια μέσα στο κύτταρο).

Τα προκαρυωτικά κύτταρα, παρότι είναι πολλών διαφορετικών τύπων, ταξινομούνται ως βακτήρια. Για να μπορούν να προσαρμόζονται καλύτερα στο περιβάλλον, πολλοί από αυτούς έχουν και άλλες προσθήκες, όπως το μαστίγιο για να κυκλοφορούν ελεύθερα ή ένας κολλώδης τοίχος, η κάψουλα, που τους επιτρέπει να προσκολλώνται σε άλλους οργανισμούς.

Ευκαρυωτικά κύτταρα

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι τα πιο σύνθετα και μεγαλύτερα από τους τρεις τύπους. Διαφέρουν από τους προκαρυώτες και τους αρχαίους, κυρίως επειδή έχουν έναν πυρήνα, όπου αποθηκεύουν το DNA. Επιπλέον, έχουν διάφορους τύπους κυτταρικών οργανιδίων, οι οποίοι τους επιτρέπουν να εκτελούν διαφορετικούς τύπους λειτουργιών.

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα αποτελούν τη βάση όλης της περίπλοκης ζωής που υπάρχει στη Γη. Εξαιτίας αυτού, οι επιστήμονες έχουν μελετήσει την προέλευσή τους για πολλές δεκαετίες και έχουν αναπτυχθεί με την ονομασία Endosymbiotic Theory of cell development..

Endosymbiotic θεωρία της εξέλιξης των κυττάρων

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι πολύ πιο ανεπτυγμένα από τα αρχαία ή τα βακτηρίδια. Μόλις πριν από λίγες δεκαετίες βρέθηκε μια ικανοποιητική εξήγηση για την εμφάνισή της: την ενδοσυμπιώδη θεωρία.

Αυτή η θεωρία βασίζεται στις ομοιότητες μεταξύ των μιτοχονδρίων και των χλωροπλαστών των ευκαρυωτικών κυττάρων με βακτήρια, τόσο στη μορφή όσο και στη λειτουργία τους.

Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες που την υπερασπίζουν προτείνουν ότι σε κάποιο σημείο της εξέλιξης, ένα μεγάλο κύτταρο απορρόφησε ένα βακτήριο και άρχισε να το χρησιμοποιεί για να εξαγάγει την απαραίτητη ενέργεια για να επιβιώσει και να αναπαραχθεί..

Τα απορροφούμενα βακτηρίδια, από την άλλη πλευρά, κέρδισαν μεγαλύτερες πιθανότητες να αφήσουν τους απογόνους τους, καθώς και μεγαλύτερη ασφάλεια με το να βρίσκονται μέσα σε ένα μεγαλύτερο κελί. Ως εκ τούτου, υπήρξε μια συμβιωτική σχέση. εξ ου και το όνομα της θεωρίας.

Μετά από εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης, τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες, που αποτελούσαν ανεξάρτητα βακτήρια, εξειδικεύτηκαν. Επομένως, δεν μπορούν πλέον να επιβιώσουν έξω από το κελί.

Αποδεικτικά στοιχεία ενδοσμπιμωτικής θεωρίας

Στην καθημερινή γλώσσα χρησιμοποιούμε τη λέξη "θεωρία" για να περιγράψουμε μια άποψη που δεν βασίζεται σε γεγονότα. Ωστόσο, στον κόσμο της επιστήμης μια θεωρία είναι μια εξήγηση ενός φαινομένου που επιβεβαιώνεται από πειράματα και παρατήρηση.

Η ενδοσμπιμωτική θεωρία δεν αποτελεί εξαίρεση. Αρκετές ενδείξεις μας οδηγούν στο να σκεφτόμαστε ότι έτσι δημιουργήθηκαν τα ζωικά και φυτικά κύτταρα. Μερικά από αυτά τα αποδεικτικά στοιχεία είναι τα εξής:

• Τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες έχουν το δικό τους DNA → Αυτοί οι δύο τύποι οργανιδίων είναι οι μόνοι που έχουν DNA μέσα στο κυτταρόπλασμα τους, διαχωρίζονται από το κύριο DNA του κυττάρου.
• Και τα δύο οργανίδια αναπαράγονται μόνοι τους → Επειδή έχουν το δικό τους DNA, οι χλωροπλάστες και τα μιτοχόνδρια μπορούν να αναπαράγονται ανεξάρτητα από το κύτταρο και να κατευθύνουν τη δική τους διαίρεση.
• Έχουν μια κυτταρική μεμβράνη → Σε αντίθεση με τα υπόλοιπα οργανίδια στο κύτταρο, τόσο τα μιτοχόνδρια όσο και οι χλωροπλάστες έχουν μεμβράνη διπλών κυττάρων που τα χωρίζει από τα υπόλοιπα. Αυτός ο τύπος μεμβράνης υπάρχει επίσης στα βακτήρια.

Αναφορές

1. "Προκαρυωτικά κύτταρα" στο: Khan Academy. Ανακτήθηκε στις 17 Ιανουαρίου 2018 από την Ακαδημία Khan: en.khanacademy.org.
2. "Διαφορές μεταξύ ευκαρυωτικών και προκαρυωτικών κυττάρων" στην: Διαφορά μεταξύ. Ανακτήθηκε στις: Ιανουάριος 17, 2018 Διαφορά μεταξύ: diferencia-entre.com.
3. "Από τους προκαρυώτες στους ευκαρυώτες" στο: Κατανόηση της Εξέλιξης. Ανακτήθηκε στις: 17 Ιανουαρίου 2018 από Understanding Evolution: evolution.berkeley.edu.
4. "Η προέλευση και η εξέλιξη των κυττάρων" στο: NCBI. Ανακτήθηκε στις: 17 Ιανουαρίου 2018 από το NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
5. "Η Εξέλιξη του Κυττάρου" στο: Μάθετε Γενετική. Ανακτήθηκε στις: 17 Ιανουαρίου 2018 από τη Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.