内共生理论:真核细胞如何进化

内共生理论是真核细胞如何从原核细胞进化而来的公认机制。它涉及到两个细胞之间的合作关系,使两者得以生存,并最终导致地球上所有生命的发展。...

内共生理论是真核细胞如何从原核细胞进化而来的公认机制。它涉及到两个细胞之间的合作关系,使两者得以生存,并最终导致地球上所有生命的发展。

diagrams of eukaryote and prokaryote diagrams of eukaryote and prokaryote

内共生理论史

由波士顿大学生物学家林恩·马古利斯(Lynn Margulis)于20世纪60年代末首次提出的内共生体理论提出,真核细胞的主要细胞器实际上是原始原核细胞,被另一个更大的原核细胞吞噬。

马古利斯的理论迟迟得不到接受,最初在主流生物学中遭到嘲笑。然而,马古利斯和其他科学家继续研究这一课题,现在她的理论已成为生物学界公认的标准。

在马古利斯研究真核细胞起源的过程中,她研究了原核生物、真核生物和细胞器的数据,最后提出原核生物和细胞器之间的相似性,再加上它们在化石记录中的出现,最好用一种叫做“内共生”(意思是“内部合作”)的东西来解释

无论是较大的细胞为较小的细胞提供保护,还是较小的细胞为较大的细胞提供能量,这种安排似乎对所有原核生物都是互利的。

虽然一开始这听起来像是一个牵强的想法,但支持它的数据是不可否认的。似乎是自己细胞的细胞器包括线粒体,在光合细胞中还有叶绿体。这两种细胞器都有自己的DNA和核糖体,与细胞的其他部分不匹配。这表明它们能够独立生存和繁殖。

事实上,叶绿体中的DNA与称为蓝藻的光合细菌非常相似。线粒体中的DNA最像导致斑疹伤寒的细菌。

在这些原核生物能够进行内共生之前,它们最有可能首先成为群体生物。群体生物是一组与其他单细胞原核生物生活在一起的原核单细胞生物。

对殖民地有利

尽管单个单细胞生物保持分离并能独立生存,但与其他原核生物生活在一起还是有一定的优势。无论这是一种保护功能还是一种获取更多能量的方式,殖民主义都必须以某种方式对参与殖民地的所有原核生物有益。

一旦这些单细胞生物彼此足够接近,它们的共生关系就更进一步了。较大的单细胞生物吞没了其他较小的单细胞生物。那时,它们不再是独立的殖民生物,而是一个大细胞。

当吞没较小细胞的较大细胞开始分裂时,体内较小原核生物的复制品被复制并传递给子细胞。

最终,被吞没的较小原核生物适应并进化成我们今天所知的真核细胞中的一些细胞器,如线粒体和叶绿体。

其他细胞器

其他细胞器最终由这些第一细胞器产生,包括真核生物中DNA所在的细胞核、内质网和高尔基体。

在现代真核细胞中,这些部分被称为膜结合细胞器。它们仍然不存在于细菌和古细菌等原核细胞中,但存在于所有分类为真核生物域的生物体中。

  • 发表于 2021-10-21 02:52
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  • 分类:历史

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