ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЭУКАРИОТ

Автор pavel, июня 07, 2006, 10:49:47

« назад - далее »

plantago

2 эфраим: хороший обзор происхождения эукариот с датировками -- в последнем номере Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences ( http://www.journals.royalsoc.ac.uk/link.asp?id=j67523568675 ).
2 sss: нужна ли еще полная версия статьи из Science?
С уважением,
plantago

Юрич

Вот что написано в детской энциклопедии "Аванта +":

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЭУКАРИОТИЧЕСКИХ КЛЕТОК

Учёные полагают, что эукариоты произошли от своих предков — прокариотов — около 1 млрд лет назад. Как это случилось? Главное отличие эукариотической клетки — наличие в ней внутриклеточных мембран. Возможно, они возникли в клетках древних бактерий благодаря впячиваниям их оболочек внутрь. Такие пузырьки превратились в пищеварительные вакуоли, лизосомы и цистерны эндоплазматической сети. Это приобретение дало древним организмам явное преимущество: они меньше зависели от окружающей среды, так как создавали запасы пищи внутри клеток.

Такой организм уже мог перейти к питанию бактериями и синезелёными водорослями, захватывая их выпячиваниями клеточной оболочки и заключая в образующиеся пищеварительные вакуоли, чтобы потом переварить (как это делает, например, амёба). Возможно, этот «хищник» был так прожорлив, что не сразу переваривал «проглоченные» жертвы и сохранял их какое-то время внутри своего одноклеточного тела. Попавшие в плен бактерии и одноклеточные синезелёные водоросли научились размножаться внутри большой клетки хищника, а со временем даже заключили с ним мир, основанный на взаимной выгоде: бактерии превратились в митохондрии, обеспечивающие клетку-хозяина энергией, а синезелёные водоросли — в пластиды (хлоропласты и хромопласты) и стали выполнять фотосинтез и некоторые другие обязанности.

Гипотеза учёных подтверждается тем, что внешняя оболочка митохондрий и пластид очень похожа на плазмалемму, а внутренняя могла когда-то быть оболочкой бактерии. К тому же митохондрии и пластиды обладают своими рибосомами и собственной ДНК и могут самостоятельно размножаться, чем также напоминают прокариотические клетки. Таким образом, эукариотическая клетка могла возникнуть как симбиоз — взаимовыгодное сотрудничество — прокариотов.
___________________
Ильинская О.Н., доктор биологических наук по специальностям микробиология и биохимия


"существуют полянки, которые можно отыскать только заблудившись" (Х. Манкелль)
"как объяснить англичанину, что судьба мира решается на Тибете?" (Л. Пауэлс)

plantago

Ну, это и есть "теория двух плазм" К.С.Мережковского (1909). В настоящее время гораздо интереснее ее модификации -- с участием вирусов, архей, разных типов пластид и пр.
С уважением,
plantago

Юрич

Вопрос такой. Если сегодня уничтожить на Земле все эукариотные организмы, будут ли сегодняшние прокариоты эволюционировать в эукариотов, как это произошло когда-то?
"существуют полянки, которые можно отыскать только заблудившись" (Х. Манкелль)
"как объяснить англичанину, что судьба мира решается на Тибете?" (Л. Пауэлс)

sss

Юрич
ЦитироватьВопрос такой. Если сегодня уничтожить на Земле все эукариотные организмы, будут ли сегодняшние прокариоты эволюционировать в эукариотов, как это произошло когда-то?
Вопрос интересный. Не исключено, что нынешние продвинутые прокариоты уже слишком "заспециализированы", чтобы эволюционировать во что-то принципиально новое. А может быть, и нет.
Для начала им надо заново изобрести фагоцитоз, отказавшись от клеточной стенки (как микоплазмы), и изобрести что-то вроде актин-миозина. С другой стороны, можно и без фагоцитоза. Например,  Bdellovibrio, паразитирующий внутри других бактерий, мог бы дать начало новой симбиотической ассоциации, а там и до эукариота недалеко.

sss

Юрич
Вопрос такой. Если сегодня уничтожить на Земле все эукариотные организмы, будут ли сегодняшние прокариоты эволюционировать в эукариотов, как это произошло когда-то?


P.S. А ядро заново могли бы бациллы или клостридии изобрести. Незрелая эндоспора на стадии проспоры по строению и функционированию до неприличия похожа на "эукариотическое" ядро. Так что берем какую-нибудь анаэробную клостридию, не имеющую дыхательной цепи, запихиваем в нее эндопаразита типа Bdellovibrio на правах митохондрии, блокируем спорообразование на стадии проспоры, и прообраз нового эукариота готов.

Юрич

Цитата: "sss"P.S. А ядро заново могли бы бациллы или клостридии изобрести. Незрелая эндоспора на стадии проспоры по строению и функционированию до неприличия похожа на "эукариотическое" ядро. Так что берем какую-нибудь анаэробную клостридию, не имеющую дыхательной цепи, запихиваем в нее эндопаразита типа Bdellovibrio на правах митохондрии, блокируем спорообразование на стадии проспоры, и прообраз нового эукариота готов.

SSS, очень интересно. Воспроизводимо ли в принципе все это экспериментально или на эту тему можно только теоретизировать?
"существуют полянки, которые можно отыскать только заблудившись" (Х. Манкелль)
"как объяснить англичанину, что судьба мира решается на Тибете?" (Л. Пауэлс)

sss

Юрич
Воспроизводимо ли в принципе все это экспериментально или на эту тему можно только теоретизировать?

Относительно превращения проспоры в "ядро", мне кажется, можно попробовать.
Для этого надо получить мутантов, у которых блокирован процесс созревания споры и гибели материнской клетки,  попробовать поддерживать их в культуре в стабильном состоянии, и посмотреть, что получится. Впрочем, надо почитать свежие публикации по генетике спорообразования (скачал несколько статей).
P.S.
Симпатичная картинка стадий споробразования здесь:
http://users.path.ox.ac.uk/~erring/index.htm
Относительно превращения Bdellovibrio в "митохондрию" - здесь сложнее. Он, скотина, после проникновения в периплазму клетки-жертвы первым делом ее убивает, а уже потом размножается за счет содержимого. Впрочем, относительно недавно описано много новых морских штаммов, может, у них все по другому.

DNAoidea

Может нечто вроде симбиоза воспроизвести и можно, но сказать, насколько это будет иметь отношение к тому, как было на самом деле, по-моему, нельзя. Несмотря даже на то, что из современных организмов поискать те, которые очень похожи на тех можно. (среди Архей) Так же, что-то сомнительно, что ядро как-то связано со спорой, во-первых потому, что спора - результат деления клетки. Много слышал насчёт того, что ядро - результат инвагинации клеточной мембраны в том месте, где к ней "крепилась" ДНК у тех Прокариот.

sss

DNAoidea
ЦитироватьТак же, что-то сомнительно, что ядро как-то связано со спорой, во-первых потому, что спора - результат деления клетки. Много слышал насчёт того, что ядро - результат инвагинации клеточной мембраны в том месте, где к ней "крепилась" ДНК у тех Прокариот.
Я и не говорю, что связано.
(Кстати, интересная версия роли крупных ДНК-вирусов (типа мимивируса) в происхождения ядра есть в статье E. Pennisi,The birth of the nucleus, Science 305 (2004) 766–768., ссылка есть на этой ветке )
Вопрос был - если истребить всех эукариот, смогут ли образоваться эукариотические клетки заново. Поскольку предки эукариот, видимо, давно вымерли (или эволюционировали), я и предлжил в качестве нового "кандидата" спорообразующе бактерии. При всем отличии "проспоры" от эукариотного ядра у них есть и общие особенности: "упакованный" на гистоноподобных белках геном, отграниченный от основной цитоплазмы двойной мембраной, и (частично) контролирующий процессы в "материнской" клетке. Так что при "изобретении нового эукариота", по-крайней мере, можно будет начинать не с нуля.

Что же касается митохондрий, то если прокариоты заново изобретут
фагоцитоз (эукариоты вымерли, не забывайте!) - тогда проблем вообще не будет. А если не изобретут - тогда самый лучший кандидат на "митохондрии" - бактерия типа Bdellovibrio. Он, конечно, некротроф (сначала убивает жертву, потом ест). Но у фитопатогенных грибов, например, четкой границы между некротрофами и биотрофными паразитами нет, многие научились гибко сочетать оба способа.

Gilgamesh

Начала Вселенной - атомы и пустота, все же остальное существует лишь в мнении (с) Демокрит

В конце будет наноассемблер

pavel

Весьма спорная статья. Термин «жизненная форма» имеет устоявшееся значение  в экологии, под которым понимают «морфологический тип приспособления растения или животного к основным факторам местообитания и определенному образу жизни». То есть данное понятие уже понятий «растение» или «животное». Пример жизненной формы животных – рыбообразная форма животных живущих в водной среде или примеры жизненных форм растений – деревья, кустарники, травянистые формы. Использование понятия «жизненная форма» для обоснования разделения на животных, растений и грибов только все запутывает. Из приведенных примеров это явно видно.

Животный тип Мирабдуллаевым рассматривается как исходный. Это тоже спорно. В понятие «животное» он включает «фаготрофию, подвижность, отсутствие клеточных стенок, поведение, тенденция к морфологическому усложнению». Но здесь отсутсвует такой фундаментальный признак как наличие митохондрий и отсутсвие пластид. Это животнообразующий признак. При учете его «животное» навряд ли становиться первичней «растений», поскольку предок митохондрий, альфапротеобактерия, – фотосинтетический организм и в этом смысле «растения» первичней «животных».

На мой взгляд разделение на растения, грибы и животные естетсвенно и дальнейшие исследования в том числе и  филогенетические это подтвердят. То есть все эукариотические организмы возможно отнести к одному из этих трех типов эукариотических организмов. А вот выделяемые сейчас в отдельные царства  организмы, не относящиеся к этим трем типам, на самом деле и представляют собой эти жизненные формы, то есть конвергенции, обусловленные адаптациями к определенным условиям жизни – паразитизм и т.п.
Один из важных критериев разделения на эти три типа я предлагал ранее – это достижение высокоразвитых форм в рамках только этих трех типов: у растений – это высшие растения, у грибов – базидиомицеты, у животных – многоклеточные формы (губки и т.п.).
«When people agree with me, I always feel that I must be wrong».

«If you want to avoid seeing a fool you must first break your mirror».

e-note

Цитата: "pavel"Термин «жизненная форма» имеет устоявшееся значение  в экологии, под которым понимают «морфологический тип приспособления растения или животного к основным факторам местообитания и определенному образу жизни». То есть данное понятие уже понятий «растение» или «животное».
актиномицеты и некоторые грибы имеют сходную жизненную форму, но относятся к совершенно разным группам.

pavel

«When people agree with me, I always feel that I must be wrong».

«If you want to avoid seeing a fool you must first break your mirror».

e-note

я неверно понял ваш пост и влез некстати :)
извините  :oops: