Симбиотическая гипотеза (теория) происхождения эукариот

Симбиотическая гипотеза в последнее время находит большое коли­чество сторонников и часто называется уже не гипотезой, требующей дока­зательств, а теорией.

Следует отметить, что впервые идея о симбиотическом происхождении сложно устроенной клетки была высказана в России отечественным учёным-ботаником Андреем Сергеевичем Фаминцыным (1835-1918) в конце 60-х гг. XIX в. на основе изучения лишайников. В дальнейшем, в 1905-1909 гг., биолог Константин Сергеевич Мережковский (1855-1921) предложил тер­мин «симбиоз» и выдвинул концепцию о симбиотическом происхождении носителей пигментов в растительных клетках. Эта идея была развита в 1921-1924 гг. в симбиотическую концепцию происхождения клеток расте­ний и животных ботаником Борисом Михайловичем Козо-Полянским (1890-1957). На Западе эту концепцию развивали Лили Саган (1967), утверж­давшая, что эукариотическая клетка возникла путём симбиоза двух или более прокариотических клеток, Линна Маргулис (1983) и другие учёные.

Симбиотическая, или эндосимбиотическая, гипотеза исходит из того, что эукариоты представляют собой результат симбиоза между различными прокариотами. Допускается, что ядро развилось вследствие обособления ДНК из цитоплазмы путём впячивания плазматической мембраны и обвола­кивания ядерного вещества. Сходным образом могли возникнуть и эндоплазматическая сеть, и аппарат Гольджи.

Однако считается, что появление митохондрий и хлоропластов произо­шло иным путём. Полагают, что некоторые клетки, будучи гетеротрофами, за­хватывали других, более мелких бактерий, которых они по неизвестным при­чинам не переваривали. Захваченные мелкие клетки прокариот были способ­ны поглощать кислород. Это свойство было выгодным фактом для клетки-хозяина, поглотившей такую бактерию, так как давало 34 молекулы АТФ на одну молекулу глюкозы (против только двух молекул АТФ при брожении). По­глотителем могла быть и фототрофная клетка прокариот, питающаяся орга­ническими веществами, у которой в процессе реакций обмена веществ мог образовываться молекулярный кислород, ядовитый для неё, но потребляемый клеткой-симбионтом для своего дыхания. Из этих сохранившихся бактерий-симбионтов в ходе дальнейшей эволюции и могли произойти митохонд­рии. В пользу этой гипотезы свидетельствуют данные о современных симбио­тических отношениях между водорослями и инфузориями. На рис. 58 представлена схема возникновения в процессе эволюции сложной клетки эукари­от с помощью разных путей симбиоза. Материал с сайта http://doklad-referat.com

Загрузка...

Рис. 58. 1 — схема возникновения эукариот согласно симбиотической гипотезе: а — прокариота I (будущее ядро); б — прокариота II (будущая митохондрия); в — про­кариота III (будущий хлоропласт); г — первая эукариота с ядром и митохондрией; д-и — возможные пути дальнейшего усложнения структуры клетки эукариот; 2 — бактерия-симбионт с митохондриями (первая эукариотическая клетка)

Одновременно с этими процессами или несколько позднее таким же путём мог произойти и эндоцитозный захват автотрофных прокариот, напри­мер сине-зелёных водорослей (цианобактерий), обладающих полным набо­ром пигментов фотосинтеза. Из этих симбионтов развились хлоропласты. Допускается также, что некоторые сложные по строению клетки, например простейших, произошли в результате симбиотических связей не только с про­кариотами, но и с другими эукариотами.

Симбиотическая гипотеза в настоящее время находит подтверждение рядом эволюционных реликтов в существующих и сейчас симбиотических связях между прокариотами и эукариотами. Такие связи наблюдаются сре­ди растительных и животных организмов. Например, свободноживущая амёба Pelomyxa palustris (пеломикса болотная) не имеет митохондрий, но содержит в себе симбиотические бактерии, которые обеспечивают ей ды­хание и АТФ.

На этой странице материал по темам:

• Симбиотическое происхождение митохондрии и пластиды

• Симбиотические органоиды

• Гипотеза симбиотического происхождения фототрофных растительных клеток

• Сущность теории симбиотического происхождения эукариот

• Тест "происхождение эукариот"