TEORIE BUNĚČNÉ EVOLUCE - BIOLOGIE - 2025

Tyto teorie evoluce buňky jsou vysvětlení snaží se pochopit, kdy a jak buňky objevily. Normálně se týkají eukaryotických buněk, tj. Těch, které mají jádro oddělené buněčnou membránou, kde obsahují genetický materiál.

Na rozdíl od prokaryotických buněk, které jsou jednodušší a objevily se na Zemi asi před 3,7 miliardami let, jsou eukaryotické buňky mnohem komplexnější, větší a v poslední době se objevují.

Obrázek s vysokým rozlišením jednobuněčného organismu. Prostřednictvím Youtube.

Protože eukaryotické buňky jsou základem většiny živých věcí, jako jsou rostliny a zvířata, bylo vyvinuto několik teorií o jejich původu a proč se objevily.

Vývoj prvních buněk

První buňky se objevily nejméně před 3,7 miliardami let, asi 750 miliónů let po vytvoření Země. Ačkoli nevíme s jistotou, jak se objevily první buňky, víme docela přesně, jak se vyvíjely.

Jedna z nejvíce přijímaných teorií o tvorbě prvních buněk je však následující: vzhledem k atmosférickým podmínkám rané Země může výboj energie způsobit, že se organické molekuly spontánně vytvoří.

Toto bylo demonstrováno experimenty Stanleyho Millera v 50. letech, kdy se mu podařilo vytvořit organické molekuly z vodíku, metanu a amoniaku.

Později byly vytvořeny první komplexní organické molekuly (také nazývané makromolekuly). V určitém okamžiku vývoje těchto molekul se objevila první, která se dokázala replikovat pomocí materiálů z jejího prostředí. Poté se poprvé narodila buňka.

Tyto první buňky se mohly zpočátku volně rozmnožovat, vzhledem k nedostatečné konkurenci o palivo, které používaly. Protože však jejich počet výrazně vzrostl (přesně kvůli této nedostatečné konkurenci), buňky se brzy musely sofistikovanější, aby mohly pokračovat v reprodukci. Tak začal proces evoluce.

Typy buněk a jejich vývoj

Po mnoho let se věřilo, že existují pouze dva typy buněk, prokaryotický (což doslova znamená „bez jádra“) a složitější a později nástup eukaryotický. V posledních dvou stoletích však byly identifikovány další typy buněk, které neodpovídají charakteristikám ani dvou dalších buněk.

Tyto buňky jsou známé od 90. let jako „archaea“, což doslova znamená „staré“. Tímto způsobem se dnes používá klasifikační systém tří domén: Archaea, Bacteria a Eucaria.

Archaea buňky

Archaea (také známý jako Archaea) jsou buňky bez jádra, velmi podobné bakteriím, ale s určitými vlastnostmi, které je vedly k tomu, aby byly považovány za nezávislé organismy.

Stejně jako všechny ostatní buňky jsou mikroskopickými organismy. Jejich buněčná stěna je velmi odolná, což jim umožňuje žít v extrémních prostředích (dokonce i na asteroidech v prostoru, bez ochrany jakéhokoli typu atmosféry).

Jejich strava je také velmi odlišná, protože místo kyslíku využívají anorganické sloučeniny, jako je vodík, oxid uhličitý nebo síra.

Prokaryotické buňky (bakterie)

Prokaryotické buňky jsou nejjednodušší ze tří typů. Mají pouze jednu buněčnou membránu, která obklopuje vnitřek buňky. Uvnitř najdeme genetický materiál zavěšený v cytoplazmě, stejně jako některé ribozomy (organely, které vytvářejí energii v buňce).

Prokaryotické buňky, přestože jsou mnoha různých typů, jsou všechny klasifikovány jako bakterie. Aby se dokázali efektivněji přizpůsobit životnímu prostředí, má mnoho z nich další doplňky, například bičíky, aby se mohly volně pohybovat nebo lepkavá zeď, kapsle, která jim umožňuje přilnout k jiným organismům.

Eukaryotické buňky

Eukaryotické buňky jsou nejsložitější a největší ze tří typů. Liší se od prokaryot a archaea hlavně tím, že mají jádro, kde ukládají DNA. Kromě toho mají několik typů buněčných organel, které jim umožňují vykonávat různé typy funkcí.

Eukaryotické buňky jsou základem veškerého složitého života na Zemi. Z tohoto důvodu vědci studují svůj původ po mnoho desetiletí a vyvinuli takzvanou endosymbiotickou teorii buněčného vývoje.

Endosymbiotická teorie evoluce buněk

Eukaryotické buňky jsou mnohem vyvinutější než archaea nebo bakterie. Teprve před několika desítkami let bylo nalezeno uspokojivé vysvětlení jejího vzniku: endosymbiotická teorie.

Tato teorie je založena na podobnostech, které mají mitochondrie a chloroplasty eukaryotických buněk s bakteriemi, a to jak ve formě, tak ve své funkci.

Vědci, kteří ji brání, proto navrhují, aby v určitém okamžiku evoluce velká buňka absorbovala bakterii a začala ji využívat k získání energie potřebné k přežití a reprodukci.

Absorbované bakterie mezitím získaly větší pravděpodobnost opuštění potomstva a zvýšenou bezpečnost díky tomu, že jsou uvnitř větší buňky. Proto nastal symbiotický vztah; odtud název teorie.

Po milionech let vývoje se specializovaly mitochondrie a chloroplasty, které byly dříve nezávislými bakteriemi. Proto již nemohou přežít mimo buňku.

Důkazy pro endosymbiotickou teorii

V každodenním jazyce používáme slovo „teorie“ k popisu názoru, který není založen na skutečnosti. Ve světě vědy je však teorie vysvětlením fenoménu potvrzeného experimenty a pozorováním.

Endosymbiotická teorie není výjimkou. Několik vodítek nás vede k myšlence, že takto vznikly živočišné a rostlinné buňky. Některé z těchto důkazů jsou následující:

• Mitochondrie a chloroplasty mají svou vlastní DNA → Tyto dva typy organel jsou jediné, které mají DNA v cytoplazmě, která se oddělí od hlavní DNA buňky.
• Obě organely se rozmnožují samostatně → Protože mají vlastní DNA, mohou se chloroplasty a mitochondrie replikovat nezávisle na buňce a směrovat své vlastní dělení.
• Mají buněčnou membránu → Na rozdíl od zbytku buněčných organel mají mitochondrie i chloroplasty dvojitou buněčnou membránu, která je odděluje od zbytku. Tento typ membrány je také přítomen v bakteriích.

Reference

1. "Prokaryotické buňky" v: Khan Academy. Citováno z: 17. ledna 2018 z Khan Academy: es.khanacademy.org.
2. "Rozdíly mezi eukaryotickými a prokaryotickými buňkami" v: Rozdíl mezi. Citováno z: 17. ledna 2018 z Difference Between: rozdí-entre.com.
3. “Od prokaryotes k eukaryotes” v: Porozumění evoluci. Citováno z: 17. ledna 2018 z Understanding Evolution: evolution.berkeley.edu.
4. "Původ a vývoj buněk" v: NCBI. Citováno z: 17. ledna 2018 od NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
5. “Evoluce buňky” v: Naučte se genetiku. Citováno z: 17. ledna 2018 z Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.