Биологи построили теорию происхождения сложных клеток, из которых построены высшие организмы, в том числе человек
В новом исследовании Пол Шавемейкер, исследователь из Центра биодизайна механизмов эволюции и Серхио Муньос-Гомес, исследователь в Университете Париж-Сакле, Орсе, Франция по-новому взглянули на одну из главных загадок биологии - возникновение эукариотических клеток. Ученые считают, что это случилось не в один прекрасный момент, когда в клетке появились митохондрии, но этому предшествовал долгий многоступенчатый процесс, и у первых протоэукариот вообще не было митоходрий.
Одной из главных загадок биологии является возникновение сложных клеток — эукариотов, из которых строятся все сложные организмы, в том числе человек
В начале было скучно. После появления клеточной жизни на Земле около 3,5 миллиардов лет назад на планете преобладали простые клетки без ядра и детализированной внутренней структуры. С точки зрения эволюционного развития в этих так называемых прокариотических клетках — бактериях и археях — все оставалось почти неизменным еще миллиард с половиной лет.
Затем произошло нечто замечательное и беспрецедентное. Появился новый тип клеток, известный как эукариоты. Эукариоты развили множество сложных внутренних модулей или органелл, включая эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и митохондрии. Образовались самые разнообразные типы клеток — предшественников всей последующей растительной и животной жизни на Земле.
Все современные виды растений и животных происходят от последнего общего предка эукариот или LECA. Переход от прокариот к эукариотам остается центральной загадкой, которую биологи все еще пытаются разгадать.
Откуда взялись эукариоты - главная загадка биологии.
В новом исследовании Пол Шавемейкер, исследователь из Центра биодизайна механизмов эволюции, и Серхио Муньос-Гомес, ранее работавший в Университете штата Аризона, а в настоящее время исследователь в Университете Париж-Сакле, Орсе, Франция, по-новому взглянули на загадку возникновения эукариот.
Их исследование, опубликованное журнале Nature Ecology & Evolution, бросает вызов популярному сценарию, выдвинутому для объяснения появления первых эукариотических организмов. Их количественные результаты противоречат общепринятой теории, впервые выдвинутой биологами Ником Лейном и Биллом Мартином.
Основная идея Лейна и Мартина состоит в том, что судьба клетки в процессе развития определяется запасом энергии. Прокариоты в основном небольшие. Им нужно сравнительно немного энергии для обеспечения своей жизнедеятельности. Но как только клетка достигает достаточного большого размера и сложности, она в конце концов приближается к барьеру, за который прокариоты пройти не могут. По крайне мере, согласно теории Лейна и Мартина.
Согласно этой идее, единственное событие в истории Земли привело к внезапному появлению эукариот, которые затем росли и диверсифицировались, чтобы занять все экологические ниши на планете, от жерл подводных вулканов до арктической тундры. Это обширное разнообразие возникло, когда одна свободно живущая прокариотическая клетка захватила другой крошечный организм.