TEÓRIE BUNKOVEJ EVOLÚCIE - BIOLÓGIE

Tieto teórie evolúcie bunky sú vysvetlenia snaží sa pochopiť, kedy a ako bunky objavili. Normálne sa týkajú eukaryotických buniek, to znamená buniek, ktoré majú jadro oddelené bunkovou membránou, kde obsahujú genetický materiál.

Na rozdiel od prokaryotických buniek, ktoré sú jednoduchšie a objavili sa pred asi 3,7 miliardami rokov na Zemi, sú eukaryotické bunky oveľa komplexnejšie, väčšie a nedávno sa objavujú.

Obrázok s vysokým rozlíšením jednobunkového organizmu. Cez Youtube.

Pretože eukaryotické bunky sú základom väčšiny živých vecí, ako sú rastliny a zvieratá, vyvinulo sa niekoľko teórií o ich pôvode a dôvode, prečo sa objavili.

Vývoj prvých buniek

Prvé bunky sa objavili najmenej pred 3,7 miliardami rokov, približne 750 miliónov rokov po vytvorení Zeme. Aj keď nevieme s istotou, ako sa objavili prvé bunky, vieme celkom presne, ako sa vyvíjali.

Jedna z najviac akceptovaných teórií o formovaní prvých buniek je však nasledovná: vzhľadom na atmosférické podmienky skorej Zeme môže výboj energie spôsobiť, že organické molekuly sa spontánne vytvoria.

Dokázali to experimenty Stanleyho Millera v 50-tych rokoch, keď sa mu podarilo vytvoriť organické molekuly z vodíka, metánu a amoniaku.

Neskôr sa vytvorili prvé komplexné organické molekuly (tiež nazývané makromolekuly). V určitom okamihu vo vývoji týchto molekúl sa objavila prvá, ktorá sa dokázala replikovať pomocou materiálov z jej prostredia. Potom sa prvýkrát narodila bunka.

Tieto prvé bunky sa mohli najskôr rozmnožovať voľne, vzhľadom na nedostatočnú konkurenciu o použité palivo. Pretože sa však ich počet výrazne zvýšil (práve z dôvodu tejto nedostatočnej konkurencie), bunky sa čoskoro museli sofistikovať, aby mohli pokračovať v reprodukcii. Tak sa začal proces evolúcie.

Typy buniek a ich vývoj

Po mnoho rokov sa verilo, že existujú iba dva typy buniek, prokaryoty (čo doslova znamená „bez jadra“) a zložitejšie eukaryoty s neskorším nástupom. Avšak v posledných dvoch storočiach boli identifikované ďalšie typy buniek, ktoré nezodpovedajú charakteristikám ani jednej z ďalších dvoch buniek.

Tieto bunky sú známe už od 90. rokov ako „archaea“, čo doslova znamená „staroveké“. Týmto spôsobom sa dnes používa klasifikačný systém troch domén: Archaea, Bacteria a Eucaria.

Archaea bunky

Archaea (tiež známy ako Archaea) sú bunky bez jadra, veľmi podobné baktériám, ale s určitými vlastnosťami, ktoré ich viedli k tomu, že sa považujú za nezávislé organizmy.

Rovnako ako všetky ostatné bunky, sú to mikroskopické organizmy. Ich bunková stena je veľmi odolná, čo im umožňuje žiť v extrémnom prostredí (dokonca aj na asteroidoch vo vesmíre, bez ochrany atmosféry akéhokoľvek typu).

Ich strava sa tiež veľmi líši, pretože namiesto kyslíka využívajú anorganické zlúčeniny, ako je vodík, oxid uhličitý alebo síra.

Prokaryotické bunky (baktérie)

Prokaryotické bunky sú najjednoduchšie z týchto troch typov. Majú iba jednu bunkovú membránu, ktorá obklopuje vnútro bunky. Vo vnútri nájdeme genetický materiál suspendovaný v cytoplazme, ako aj niektoré ribozómy (organely, ktoré generujú energiu v bunke).

Prokaryotické bunky, hoci sú mnohých rôznych typov, sú všetky klasifikované ako baktérie. Aby sa lepšie prispôsobili prostrediu, mnoho z nich má ďalšie prísady, ako napríklad bičíky, ktoré sa voľne pohybujú alebo lepivú stenu, kapsula, ktorá im umožňuje priľnúť k iným organizmom.

Eukaryotické bunky

Eukaryotické bunky sú najzložitejšie a najväčšie z týchto troch typov. Líšia sa od prokaryot a archaea hlavne tým, že majú jadro, v ktorom ukladajú DNA. Okrem toho majú niekoľko typov bunkových organel, ktoré im umožňujú vykonávať rôzne typy funkcií.

Eukaryotické bunky sú základom všetkého komplexného života, ktorý existuje na Zemi. Z tohto dôvodu vedci študujú svoj pôvod už mnoho desaťročí a vyvinuli takzvanú endosymbiotickú teóriu bunkového vývoja.

Endosymbiotická teória evolúcie buniek

Eukaryotické bunky sú oveľa vyvinutejšie ako archaea alebo baktérie. Len pred niekoľkými desiatkami rokov sa našlo uspokojivé vysvetlenie jeho vzniku: endosymbiotická teória.

Táto teória je založená na podobnostiach, ktoré majú mitochondrie a chloroplasty eukaryotických buniek s baktériami, a to tak vo forme, ako aj vo svojej funkcii.

Vedci, ktorí ju bránia, preto navrhujú, aby v určitom okamihu vývoja veľká bunka absorbovala baktériu a začala ju využívať na získavanie energie potrebnej na prežitie a rozmnožovanie.

Absorbované baktérie medzitým získali väčšiu pravdepodobnosť opustenia potomstva, ako aj väčšiu bezpečnosť tým, že sú vo väčšej bunke. Preto vznikol symbiotický vzťah; odtiaľ názov teórie.

Po miliónoch rokov vývoja sa špecializovali mitochondrie a chloroplasty, ktoré boli predtým nezávislými baktériami. Preto už nemôžu prežiť mimo bunky.

Dôkazy pre endosymbiotickú teóriu

V každodennom jazyku používame slovo „teória“ na opísanie názoru, ktorý nie je založený na skutočnosti. Vo svete vedy je však teória vysvetlením javu potvrdeného experimentmi a pozorovaním.

Endosymbiotická teória nie je výnimkou. Niekoľko kľúčov nás vedie k tomu, aby sme si mysleli, že takto vznikli živočíšne a rastlinné bunky. Niektoré z týchto dôkazov sú tieto:

Mitochondrie a chloroplasty majú svoju vlastnú DNA → Tieto dva typy organel sú jediné, ktoré majú DNA v cytoplazme a sú oddelené od hlavnej DNA bunky.
Obe organely sa rozmnožujú samy osebe → Pretože chloroplasty a mitochondrie majú vlastnú DNA, môžu sa replikovať nezávisle od bunky a usmerňovať svoje vlastné delenie.
Majú bunkovú membránu → Na rozdiel od ostatných organel bunky majú mitochondrie aj chloroplasty dvojbunkovú membránu, ktorá ich oddeľuje od zvyšku. Tento typ membrány je tiež prítomný v baktériách.

Referencie

"Prokaryotické bunky" v: Khan Academy. Zdroj: 17. januára 2018 z Khan Academy: es.khanacademy.org.
"Rozdiely medzi eukaryotickými a prokaryotickými bunkami" v: Rozdiel medzi. Zdroj: 17. januára 2018, z Difference Between: rozdí-entre.com.
"Od prokaryotov k eukaryotom" v: Pochopenie evolúcie. Zdroj: 17. januára 2018 z Understanding Evolution: evolution.berkeley.edu.
"Pôvod a vývoj buniek" v: NCBI. Zdroj: 17. januára 2018 od NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
"Vývoj bunky" v: Naučte sa genetiku. Zdroj: 17. januára 2018 z Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.

TEÓRIE BUNKOVEJ EVOLÚCIE - BIOLÓGIE - 2026