Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Происхождение эукариотических клеток

кислоты  и  другие   органические  молекулы .   Различные  типы
органических  молекул    образовывались   спонтанно   в  течение   первого
 миллиарда  лет   существования  Земли .  Многие   органические    молекулы
   были  обнаружены  в  межзвездном   пространстве  и  в  метеоритах .
Значит ,  органические  соединения    возникают   при  взаимодействии
легких  элементов,    в    при-сутствии    источников    энергии  .
Универсальность   химического    механизма    биорепродукции    означает  ,
  что  все  живое   на  Земле  происходит  от  общих  предков :  вся
нынешняя   жизнь  произошла  от  клеток    с  информационными  системами
,  осно-ванными  на    репликации    ДНК  ,   и  на  синтезе  белков ,
направляемом  информационной   РНК .


    ФЕРМЕНТИРУЮЩИЕ ОРГАНИЗМЫ

  Возможно ,  что  нуклеиновые   кислоты  с  самого   начала  были
отделены  от окружающей  среды  липопротеидными      мембранами .
Информация    стала   кодироваться  последовательностью    нуклеотидов
в  молекулах    ДНК .  Древнейшие  клетки  использовали   АТФ   и
аминокислоты ,  входящие   в   состав   белков ,     как  прямые
источники  энергии , и  как  структурные   компоненты .    Итак -
древнейшая  жизнь   существовала   в  форме  гетеротрофных    бактерий ,
получавших  пищу  и  энергию  из  органического   материала   абиотического
   происхождения .   Для    неодарвиновской  органической    эволюции
необходимо  три  феномена :  воспроизведение,    мутации   и  селективное
 давление  среды  .  Воспроизведение   - это  неприменное  условие  биологи-
ческой   эволюции .    При  достаточно   точной   репродукции  - мутации  и
 естественный   отбор   неизбежны   .   Объяснить  проис-хождение    такой
репродукции -  значит  понять  происхождение  самой  жизни .  Мутирование
-  первичный  источник    изменчивости  в   эволюции , ведет  к
наследуемым   изменениям    в    самовоспроизводяйщейся   системе .  Как
только  выработалось   надежное   воспроизведение ,   началась
неодарвиновская  эволю-ция .  Организмы  ,  у  которых   выработались
пути  синтеза   нужных   клетке   компонентов ,  имели  преимущество  перед
  другими .  Древнейшими  автотрофами ,  то  есть  организмами   способными
 удовлетворять  свои  потребности  в  энергии   и  органических  веществах
  за  счет  неорганических     источников ,  были  анаэробные
метанообразующие  бактерии .     Способность   к  фотосинтезу   впервые
выработалась  у  бактерий ,   чувствительных  к  кислороду .  Поглощая
солнечный свет с помощью  бактериального  хлорофилла , они превращали угле-
кислоту атмосферы в органические вещества .Появление ана-эробного
фотосинтеза  необратимо  изменило  поверхность  и  атмосферу Земли .
Углекислота  удалялась  из  атмосферы и превращалась  в  ор-ганическое
вещество  в  соответствии  с  общим  уравнением  фотосинтеза :
2H2X+CO2=CH2O+2X+H2O   .  Фотосинтезирующие  бактерии  ,   которые
использовали   для    восстановления    СО2   сероводород  ,  откладывали
элементарную    серу .   Они  дали  начало  бактериям ,  способным   к
фотосинтезу    с  выделением    кислорода  .   Вероятно  этот  тип
фотосинтеза   зародился  в  результате  накопления   мутаций   у
фотосинтезирующих   серных  бактерий .  Этот  путь  привел  к
возникновению   сине-зеленых  водорослей  или  цианобактерий .  Недавно
была   открыта   и   изучена     новая   группа   фотосинтезирующих
прокариот ,  выделяющих  О2  -   хлороксибактерии .   Можно  предполагать ,
 что  именно  циано-  и   хлорооксибактерии    были  предками  пластид  ,
находящихся  в  клетках   водорослей  и  растений .  По  мере   накопления
О2   в   результате    микробного    фотосинтеза   земная   атмосфера
становилась     окислительной  ,  что   вызвало  кризис    всей   жизни –
до  этого  времени  мир   был  заселен  анаэробными  бактериями. Чтобы
выжить  микробы  должны  были  избегать кислорода, укрываясь  в  болотах  ,
или  должны  были  выработать  обмен  веществ  , способный  предохранить
их  от  возрастающего  количества  кислорода .


                 ФОТОСИНТЕЗ И ВОЗДУХ

 Примерно 2  миллиарда  лет  назад  один  за  другим  происходили
различные  эволюционные  процессы  по созданию  метаболи-ческого
разнообразия . Способность  к  выработке  специфических  ферментов  может
передаваться  в  пределах  одного  вида  с  помощью  вирусоподобных
частиц,  называемых  плазмидами.   Поразительны  биосинтетические
способности  прокариот : из  углекислоты ,  нескольких  солей  и
восстановленных  неорга-нических  соединений  , служащих  источниками
энергии , микро-организмы- хемоавтотрофы  могут  синтезировать  в
содержащей  кислород  неосвещенной  воде  все  сложнейшие  макромолекулы  ,
необходимые  для  роста  и  размножения . Эти  биохимические  про-цессы
приводили  к  системам  круговорота  элементов  еще  тогда  , когда  не
было  растений  , грибов  , животных .


                   Ассоциации   и   эукариоты .
По  мере  накопления  атмосферного  кислорода   абиотическая  продукция
органических  веществ  сокращалась , так как  они  быстро  разрушались  под
 действием  этого  газа .  Бактерии  оказались  в  прямой  зависимости
друг  от  друга   о том , что  касается   притока  газов , вентиляции  и
удаления  отходов  мета-болизма  в  газообразном  виде .  Создалась  их
взаимная  зависи-мость  в  отношении   питания  и  защиты ,  возникло
много  разного  рода  связей  между  организмами , включая  симбиоз ,
паразитизм  и  хищничество.  Определенная  серия  симбиозов  вела  к  форми-
рованию  новых  типов  клеток .  Согласно  теории  последова-тельных
симбиозов  , все  эукариоты  сформировались  в  резуль-тате  симбиоза
между  чрезвычайно  далекими  друг  от  друга  видами  прокариот :
нуклеоцитоплазма  образовалась  из   микро-  организмов  хозяев  ,
митохондрии  из  бактерий ,  дышащих  кислородом  , пластиды -  из
хлороокси-  или  цианобактерий , а  ундолиподии -  из  спирохет ,
прикреплявшихся  к  поверхности  хозяев . Митотическое  деление  клетки
выработалось  только  после  того  , как   хозяева  стали  поглощать
спирохет  и  передислоци-ровать  их  части .  Итак , в  начале  истории
эукариот  находились  лишенные  клеточной  стенки  плейоморфные
микроорганизмы ,  способные  сбраживать  глюкозу  до  двух- и  трех
углеродных   ко-нечных   продуктов по  метаболическому  пути  Эмбдена-Мейер-
гофа.  Эти  организмы , которым  предстояло  стать  нуклео-цитоплазмой ,
приобретали  эндосимбионтов . А  какова  природа  эндосимбионтов , дышавших
 кислородом ?  Эти промитохондрии  были  аэробными  палочковидными
организмами , близкими  к  современным  бактериям ,  вроде  Paracoccus
denitrificans.  Ассоциация   могла   начаться  с  хищничества  , объектом
которого  служили  клетки-хозяева .   Размножение  симбионтов  внутри  ос-
мотически  регулируемой  клетки  вело  к  отбору,  направленному  против
сохранения  ими  клеточных  стенок  и  биосинтетических  путей,
дублирующих  пути  хозяина.   Естественный  отбор  привел  к  образованию
крист -  складчатых   мембран   современных   митохондрий  . Итогом  этого
приспособления   к   симбиозу   было   образование   двугеномных   клеток –
аэробных , содержащих   митохондрии  и  ядра ,  но  неспособных   к
митозу  ,  крупных   амебоидных   микроорганизмов .   Следующим  шагом   к
полному  эукариотическому  статусу   было   симбиотическое   приобретение
подвижности .  Ундулиподии   образовались  только  после  того  ,  как
спирохеты  объединились    с  амебоидами  и  навсегда    видоизменились .
Как  и  во  всех   устойчивых  ассоциациях ,  репродукция  симбионтов
стала   протекать   согласованно    с  репродукцией  хозяев   и  появились
 новые  комплексы ,   содер-жащие  три  генома :  ядерный,
митохондриальный  и  ундолипо-диальный .  Эти  тригеномные  комплексы  дали
 множество   различных  видов  протистов .  Симбиотические    бактерии
став-шие   ундолиподиями ,  обеспечили  преадаптацию  к  митозу .
Развитие   механизмов  митоза   привело   в  результате  адаптивной
радиации   к  образованию  огромного  множества  видов   эукарио-тических
микроорганизмов .  Итак ,  гетеротрофные  микробы – эукариоты   породили
животных  и  грибы .    Другая     серия  симбиотических  приобретений
привела    к  эукариотам -  фотосинтетикам .   Естественный  отбор
оптимизировал     процес-сы   митоза,   мейоза .  Протопластиды  начали
ассоциироваться    с    гетеротрофными   микрооорганизмами ,  которые
заглатывали   микробов – фотосинтетиков , но  не  переваривали  их  .
Прокариоты    хлороксибактерии  -  прародители  пластид   простей-ших ,
зеленых  водорослей .    Цианобактерии  - стали   предками   красноватых
пластид   красных  водорослей  и  криптомонат.   Великие   новшества    в
эволюции      клеток возникли  еще  до  того ,  как  появились  первые
животные  растения  и  грибы  .   Какие – то  гетеротрофные     эукариоты
 в   результате  поглощения   фотосинтезирующих  прокариот  стали
водорослями .   Это   завершающее  событие    произошло  более 400 млн.
лет   назад ,  о  чем  свидетельствуют  ордовикские    ископаемые
остатки    крупных   фотосинтетиков  -   сифоновые   зеленые  водоросли  и
красные   водоросли .

     Взгляд  на  эволюцию  клетки.
                 Прямая    филиация.
Традиционный  взгляд  на  происхождение  и  эволюцию  эукарио-тических
клеток  заключается  в  том , что  все  живые  организмы  произошли  прямым
 путем  от  единственной  предковой  популя-ции  в  результате  накопления
мутаций  под  действием  естест-венного  отбора.
Точечные  мутации,  дупликации,  делеции  и   другие  наследствен-ные
изменения , как  известно  игравшие  роль  в  эволюции  живот-ных  и
растений , ответственны  и  за  дифференцировку   эукарио-тических   клеток
 из  прокариотических-  теория  прямой  филиации . т. е. представление  о
несимбиотическом  происхождении   клеток.  Возможно , зеленые  водоросли
1234
скачать работу

Происхождение эукариотических клеток

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ