Полная версия

Главная arrow География arrow БИОЛОГИЯ: КЛЕТКИ И ТКАНИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Происхождение ядра эукариот.

Как полагают, первичными клеточными организмами были прокариоты, которые не имели оформленного ядра. Затем, в процессе эволюции прокариот возникли эукариоты с оформленным ядром.

Существует две гипотезы происхождения ядра:

  • 1) ядерные мембраны являются производными наружной плазматической мембраны клетки. В процессе эволюции произошло впячивание части плазматической мембраны в район нуклеоида, где находилась молекула ДНК, мембраны замкнулись в кольцо и отделились от наружной мембраны. Так возникла двуслойная мембранная оболочка ядра;
  • 2) ядро и его мембраны являются продуктом симбиоза (слияния) двух прокариотных организмов, причем один из них относился к группе эубактерий, другой — к архебактериям (рис. 7.5).

В результате этого слияния образовалась двойная ядерная мембрана и гибридный по своей сути геном эукариотической клетки. Аргументом в пользу данной гипотезы служит анализ геномов современных эу- и архебактерий. Показано, что геномы этих прокариот различаются по ряду генов, кодирующих белки, уникальные для каждой из этих групп прокариот, а в геноме современных эукариот присутствуют обе группы генов. Кроме того, состав внутренней и наружной ядерных мембран различен.

Гипотетическая схема симбиотического происхождения ядра эукариотической клетки

Рис. 7.5. Гипотетическая схема симбиотического происхождения ядра эукариотической клетки:

1 — древняя эубактерия; 2 — древняя архебактерия; 3, 4 — молекулы ДНК эу- и архебактерии; 5 — ядро и объединенный геном первичного эукариота

Некоторые современные исследователи полагают, что эукариотная клетка и ее структуры (в том числе и ядро) могли возникнуть путем последовательной эволюции мембранных и метаболических систем какой-то одной прокариотной клетки, без слияния с другими. Эта теория получила наименование автогенетической теории происхождения клеток. Какая из теорий окажется верной, покажет время. Может быть, правда где-то посередине?

Происхождение многоклеточных организмов.

Первыми живыми организмами на Земле были одноклеточные про- и эукариоты. Они фактически создали первичную биосферу Земли и подготовили ее к появлению многоклеточных организмов.

Одноклеточный организм обладает всеми функциями живого. Раздражимость, движение, обмен веществ, передача наследственного материала — эти и все остальные функции осуществляет одна клетка. Это не очень выгодно с точки зрения выживания вида. Ведь гибель одноклеточного организма невосполнима. В многоклеточном организме гибель или нежелательная мутация одной клетки не имеет серьезных последствий для организма в целом. Кроме того, в биосфере за сотни миллионов лет накопилась огромная масса органического вещества, которую одноклеточные организмы (прокариоты и эукариоты) уже не могли переработать.

В настоящее время существует несколько альтернативных гипотез возможного происхождения многоклеточных организмов (рис. 7.6).

Гипотезы происхождения многоклеточности

Рис. 7.6. Гипотезы происхождения многоклеточности:

А — симбиотическая теория; Б — колониальная гипотеза; В — эндогенная гипотеза

Колониальная гипотеза. По мнению многих ученых, на определенном этапе эволюции, одноклеточные организмы стали объединяться в группы. В этих группах клеток (колониях) появилось «разделение труда»: одни клетки стали обеспечивать движение, защиту, взаимоотношения с окружающей средой, другие располагались внутри колонии и приняли на себя функции пищеварительных или половых клеток.

Сейчас существует множество колониальных организмов, построенных на основе объединения отдельных клеток.

Наиболее типичным примером такого организма служит колониальная зеленая водоросль вольвокс, насчитывающая до нескольких десятков тысяч клеток, имеющих строгую дифференциацию в колонии.

Симбиотическая гипотеза. Согласно этой гипотезы несколько разных одноклеточных эукариот объединились в один организм, где стали выполнять различные функции.

Эндогенная гипотеза. По мнению сторонников этой гипотезы, одноклеточный организм в процессе эндомитоза мог сформировать многоядерную клетку. Впоследствии ядра и прилегающие участки цитоплазмы могли обособиться в виде отдельных клеток и образовать многоклеточный организм. В настоящее время среди одноклеточных эукариот есть такие организмы. Так, у жгутиконосцев опалин число ядер достигает 100, а по размеру (около 1 мм) опалины крупнее некоторых многоклеточных животных (плоских червей, коловраток).

Каким бы способом ни образовывался многоклеточный организм, главное, что в его организации заложен важнейший принцип — принцип разделения функций (дифференцировки) клеток, составляющих данный организм.

Дифференцировка — процесс формирования морфо-функциональных различий между клетками и тканями многоклеточного организма, которые возникают в время его фило- и онтогенетического развития.

В основе дифференцировки лежит дифференциальная активность генов. Геном всех клеток данного организма един. Все различия в структуре и функции клеток разных типов определяются дифференциальным, избирательным характером включения и выключения определенных генов.

Итак, мы познакомились с основами цитологии (биологии клетки — науки об организации клетки — главной единицы всех живых организмов на Земле. В следующих главах мы познакомимся с организацией различных тканей и органов позвоночных и беспозвоночных животных.

Вопросы и задания для самоконтроля

  • 1. Перечислите основные аргументы в пользу симбиотической теории происхождения эукариотической клетки.
  • 2. Приведите аргументы против симбиотической теории происхождения эукариотической клетки.
  • 3. Какие свойства молекула РНК позволяют рассматривать ее как молекулу жизни?
  • 4. Почему многоклеточность стала эволюционно более выгодна, чем одно- клеточность?
  • 5. Назовите современные теории происхождения многоклеточных организмов и дайте им развернутую характеристику.
  • 6. Какие вопросы, связанные с происхождением клеток, еще ждут своего решения?
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>