ทฤษฎีวิวัฒนาการของเซลล์

ทฤษฎีวิวัฒนาการของเซลล์ เป็นคำอธิบายที่พยายามทำความเข้าใจว่าเซลล์เกิดขึ้นเมื่อใดและอย่างไร โดยปกติแล้วพวกเขาอ้างถึงเซลล์ยูคาริโอตนั่นคือพวกที่มีนิวเคลียสคั่นด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ที่พวกเขามีสารพันธุกรรม

ซึ่งแตกต่างจากเซลล์โปรคาริโอตที่ง่ายกว่าและปรากฏขึ้นเมื่อ 3, 700 ล้านปีก่อนบนโลกเซลล์ยูคาริโอตนั้นซับซ้อนกว่ามากขึ้นมีขนาดใหญ่ขึ้น

เนื่องจากเซลล์ยูคาริโอตเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่เช่นพืชและสัตว์หลายทฤษฎีได้รับการพัฒนาเกี่ยวกับต้นกำเนิดของพวกมันและสาเหตุที่ปรากฏ

การพัฒนาของเซลล์แรก

เซลล์แรกปรากฏอย่างน้อย 3, 700 ล้านปีที่แล้วบาง 750 ล้านปีหลังจากโลกก่อตัว แม้ว่าเราจะไม่ทราบแน่ชัดว่าเซลล์แรกปรากฏอย่างไร แต่เรารู้ได้ดีว่ามันพัฒนาไปอย่างไร

อย่างไรก็ตามหนึ่งในทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดเกี่ยวกับการก่อตัวของเซลล์แรกคือต่อไปนี้: เนื่องจากสภาพบรรยากาศของโลกดึกดำบรรพ์การปลดปล่อยพลังงานสามารถผลิตโมเลกุลอินทรีย์เพื่อก่อให้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ

สิ่งนี้แสดงให้เห็นโดยการทดลองของ Stanley Miller ในปี 1950 ซึ่งเขาสามารถสร้างโมเลกุลอินทรีย์จากไฮโดรเจนมีเทนและแอมโมเนีย

ต่อมาโมเลกุลสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนตัวแรก (เรียกอีกอย่างว่าโมเลกุลของโมเลกุล) ถูกสร้างขึ้น เมื่อถึงจุดหนึ่งในการวิวัฒนาการของโมเลกุลเหล่านี้คนแรกก็สามารถที่จะทำซ้ำโดยใช้วัสดุจากสภาพแวดล้อมของมัน เขาเกิดมาเป็นเซลล์เป็นครั้งแรก

เซลล์แรกเหล่านี้สามารถทำซ้ำได้อย่างอิสระในตอนแรกเนื่องจากขาดการแข่งขันสำหรับเชื้อเพลิงที่ใช้ อย่างไรก็ตามเนื่องจากจำนวนของพวกเขาเพิ่มขึ้นอย่างมาก (เนื่องจากการขาดการแข่งขันนี้) ทำให้เซลล์ต้องมีความซับซ้อนมากขึ้นเพื่อทำซ้ำต่อไป ดังนั้นจึงเริ่มกระบวนการวิวัฒนาการ

ประเภทของเซลล์และการพัฒนา

เป็นเวลาหลายปีที่เชื่อกันว่ามีเซลล์เพียงสองประเภทคือโปรคาริโอต (ซึ่งหมายถึง "ไม่มีนิวเคลียส") และยูคาริโอตที่ซับซ้อนกว่าและเริ่มมีอาการในเวลาต่อมา อย่างไรก็ตามในช่วงสองศตวรรษที่ผ่านมาพวกเขาได้ระบุเซลล์ประเภทอื่นที่ไม่เหมาะสมกับลักษณะของอีกสองเซลล์

เซลล์เหล่านี้เป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่ยุค 90 ว่า "archaea" ซึ่งหมายถึง "เซลล์เก่า" อย่างแท้จริง ด้วยวิธีนี้มีการใช้ระบบการจำแนกสามโดเมนในวันนี้: Archaea, แบคทีเรียและยูคาเรีย

เซลล์อาร์เคีย

Archaea (หรือที่เรียกว่า Arqueas) เป็นเซลล์ที่ไม่มีนิวเคลียสคล้ายกับแบคทีเรีย แต่มีลักษณะบางอย่างที่ทำให้พวกมันถูกพิจารณาว่าเป็นสิ่งมีชีวิตอิสระ

เหมือนกับส่วนที่เหลือของเซลล์พวกมันคือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก ผนังเซลล์ของมันมีความทนทานสูงซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (แม้ในดาวเคราะห์น้อยในอวกาศโดยไม่มีการป้องกันของบรรยากาศใด ๆ )

อาหารของพวกเขายังแตกต่างกันมากเนื่องจากพวกเขาใช้ประโยชน์จากสารประกอบอนินทรีย์เช่นไฮโดรเจนคาร์บอนไดออกไซด์หรือกำมะถันแทนออกซิเจน

เซลล์ Prokaryotic (แบคทีเรีย)

เซลล์ Prokaryotic นั้นง่ายที่สุดในบรรดาสามประเภท พวกมันมีเยื่อหุ้มเซลล์เท่านั้นซึ่งล้อมรอบด้านในของเซลล์ ภายในเราสามารถพบสารพันธุกรรมที่แขวนอยู่ภายในไซโตพลาสซึมรวมถึงไรโบโซมบางตัว (ออร์แกเนลล์ที่สร้างพลังงานภายในเซลล์)

เซลล์ Prokaryotic แม้จะมีหลายประเภท แต่ก็จัดว่าเป็นแบคทีเรีย เพื่อให้สามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นพวกเขาหลายคนมีส่วนเสริมอื่น ๆ เช่น flagella เพื่อให้เคลื่อนไหวได้อย่างอิสระหรือผนังเหนียวซึ่งเป็นแคปซูลซึ่งช่วยให้พวกมันยึดติดกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ

เซลล์ยูคาริโอต

เซลล์ยูคาริโอตมีความซับซ้อนและใหญ่ที่สุดในสามประเภท พวกมันต่างจากโปรคาริโอตและอาร์เคียซึ่งส่วนใหญ่มีนิวเคลียสซึ่งเก็บดีเอ็นเอ นอกจากนี้ยังมีออร์แกเนลล์เซลล์หลายชนิดซึ่งทำให้พวกเขาสามารถทำหน้าที่ต่าง ๆ ได้

เซลล์ยูคาริโอตเป็นพื้นฐานของชีวิตที่ซับซ้อนทั้งหมดที่มีอยู่บนโลก ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาต้นกำเนิดของพวกเขามานานหลายทศวรรษและได้พัฒนาทฤษฎีเอนโดซิมไบโอติกของการพัฒนาเซลล์

ทฤษฎีเอนโดซิมไบโอติกของการวิวัฒนาการของเซลล์

เซลล์ยูคาริโอตมีการพัฒนามากกว่าอาร์เคียหรือแบคทีเรีย เพียงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาพบคำอธิบายที่น่าพอใจสำหรับการเกิดขึ้นของมัน: ทฤษฎี endosymbiotic

ทฤษฎีนี้มีพื้นฐานมาจากความคล้ายคลึงกันระหว่างไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ของเซลล์ยูคาริโอตที่มีแบคทีเรียทั้งในรูปแบบและการทำงาน

ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์ที่ปกป้องมันเสนอว่าในบางจุดของวิวัฒนาการเซลล์ขนาดใหญ่ดูดซับแบคทีเรียและเริ่มใช้มันเพื่อดึงพลังงานที่จำเป็นเพื่อความอยู่รอดและการทำซ้ำ

ในทางตรงกันข้ามแบคทีเรียที่ถูกดูดซับนั้นจะมีโอกาสเกิดมากขึ้นที่จะทิ้งลูกหลานรวมถึงความปลอดภัยที่มากขึ้นด้วยการอยู่ในเซลล์ที่ใหญ่ขึ้น ดังนั้นจึงมีความสัมพันธ์ทางชีวภาพ; ดังนั้นชื่อของทฤษฎี

หลังจากการวิวัฒนาการหลายล้านปีไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ซึ่งเคยเป็นแบคทีเรียอิสระมีความเชี่ยวชาญ ดังนั้นจึงไม่สามารถอยู่รอดนอกเซลล์ได้อีกต่อไป

หลักฐานของทฤษฎีเอนโดซิมไบโอติก

ในภาษาในชีวิตประจำวันเราใช้คำว่า "ทฤษฎี" เพื่ออธิบายความคิดเห็นที่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริง อย่างไรก็ตามในโลกแห่งวิทยาศาสตร์ทฤษฎีเป็นคำอธิบายของปรากฏการณ์ที่ยืนยันโดยการทดลองและการสังเกต

ทฤษฎีเอนโดซิมไบโอติกไม่ได้เป็นข้อยกเว้น เบาะแสหลายอย่างทำให้เราคิดว่านี่เป็นสิ่งที่เซลล์สัตว์และพืชเกิดขึ้น หลักฐานบางส่วนมีดังต่อไปนี้:

• ไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์มี DNA ของตัวเอง→ออร์แกเนลล์ทั้งสองชนิดนี้เป็น DNA เพียงชนิดเดียวที่มี DNA ภายในไซโตพลาสซึมแยกออกจากดีเอ็นเอหลักของเซลล์
• ออร์แกเนลล์ทั้งคู่ทำซ้ำด้วยตนเอง→เนื่องจากมี DNA คลอโรพลาสต์และไมโทคอนเดรียสามารถทำซ้ำได้อย่างอิสระจากเซลล์และควบคุมการแบ่งตัวเอง
• พวกเขามีเยื่อหุ้มเซลล์→ซึ่งแตกต่างจากส่วนที่เหลือของ organelles ในเซลล์ทั้ง mitochondria และ chloroplasts มีเยื่อหุ้มเซลล์คู่ที่แยกพวกเขาออกจากส่วนที่เหลือ เมมเบรนชนิดนี้มีอยู่ในแบคทีเรียด้วย