- تطوير الخلايا الأولى
- أنواع الخلايا وتطورها
- خلايا العتائق
- خلايا بدائية النواة (بكتيريا)
- الخلايا حقيقية النواة
- نظرية التعايش الداخلي لتطور الخلية
- أدلة على نظرية التعايش الداخلي
- المراجع
إن نظريات الخلية التطورية هي تفسيرات تحاول فهم متى وكيف ظهرت الخلايا. تشير عادةً إلى الخلايا حقيقية النواة ، أي تلك التي تحتوي على نواة مفصولة بغشاء خلوي حيث تحتوي على المادة الوراثية.
على عكس الخلايا بدائية النواة ، والتي هي أبسط وظهرت منذ حوالي 3.7 مليار سنة على الأرض ، فإن الخلايا حقيقية النواة أكثر تعقيدًا وأكبر حجمًا وتظهر مؤخرًا.
صورة عالية الوضوح لكائن وحيدة الخلية. عبر يوتيوب.
نظرًا لأن الخلايا حقيقية النواة هي أساس معظم الكائنات الحية ، مثل النباتات والحيوانات ، فقد تم تطوير العديد من النظريات حول أصلها وسبب ظهورها.
تطوير الخلايا الأولى
ظهرت الخلايا الأولى منذ 3.7 مليار سنة على الأقل ، أي بعد حوالي 750 مليون سنة من تشكل الأرض. على الرغم من أننا لا نعرف على وجه اليقين كيف ظهرت الخلايا الأولى ، إلا أننا نعرف تمامًا كيف تطورت.
ومع ذلك ، فإن إحدى النظريات الأكثر قبولًا حول تكوين الخلايا الأولى هي ما يلي: نظرًا لظروف الغلاف الجوي للأرض المبكرة ، يمكن أن يتسبب تفريغ الطاقة في تكوين الجزيئات العضوية تلقائيًا.
تم إثبات ذلك من خلال تجارب ستانلي ميلر في الخمسينيات من القرن الماضي ، حيث نجح في تكوين جزيئات عضوية من الهيدروجين والميثان والأمونيا.
في وقت لاحق ، تم تشكيل أول جزيئات عضوية معقدة (تسمى أيضًا الجزيئات الكبيرة). في مرحلة ما من تطور هذه الجزيئات ، ظهر أول واحد قادر على تكرار نفسه باستخدام مواد من بيئته. ثم ولأول مرة ولدت زنزانة.
كان من الممكن أن تتكاثر هذه الخلايا الأولى بحرية في البداية ، نظرًا لقلة المنافسة على الوقود الذي تستخدمه. ومع ذلك ، نظرًا لأن أعدادهم زادت بشكل كبير (على وجه التحديد بسبب هذا النقص في المنافسة) ، سرعان ما أصبحت الخلايا أكثر تعقيدًا من أجل مواصلة التكاثر. هكذا بدأت عملية التطور.
أنواع الخلايا وتطورها
لسنوات عديدة ، ساد الاعتقاد بوجود نوعين فقط من الخلايا ، بدائية النواة (التي تعني حرفيًا "بدون نواة") والأكثر تعقيدًا والتي تبدأ في وقت لاحق حقيقية النواة. ومع ذلك ، في القرنين الماضيين ، تم تحديد أنواع أخرى من الخلايا لا تتناسب مع خصائص أي من الاثنين الآخرين.
عُرفت هذه الخلايا منذ التسعينيات باسم "العتيقة" ، والتي تعني حرفياً "الخلايا القديمة". بهذه الطريقة ، يتم اليوم استخدام نظام تصنيف من ثلاثة مجالات: العتائق والبكتيريا واليوكاريا.
خلايا العتائق
العتائق (المعروفة أيضًا باسم الأركيا) هي خلايا بدون نواة ، تشبه إلى حد بعيد البكتيريا ولكن لها خصائص معينة أدت إلى اعتبارها كائنات حية مستقلة.
مثل جميع الخلايا الأخرى ، فهي كائنات مجهرية. جدارها الخلوي مقاوم للغاية ، مما يسمح لهم بالعيش في بيئات قاسية (حتى على الكويكبات في الفضاء ، دون حماية من أي نوع من الغلاف الجوي).
كما أن نظامهم الغذائي مختلف تمامًا ، حيث أنهم يستفيدون من المركبات غير العضوية مثل الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون أو الكبريت بدلاً من الأكسجين.
خلايا بدائية النواة (بكتيريا)
الخلايا بدائية النواة هي أبسط الأنواع الثلاثة. لديهم غشاء خلية واحد فقط ، والذي يحيط داخل الخلية. في الداخل يمكننا أن نجد المادة الجينية المعلقة داخل السيتوبلازم ، وكذلك بعض الريبوسومات (العضيات التي تولد الطاقة داخل الخلية).
الخلايا بدائية النواة ، على الرغم من كونها من أنواع مختلفة ، تصنف جميعها على أنها بكتيريا. من أجل التكيف مع البيئة بشكل أكثر كفاءة ، فإن العديد منهم لديهم إضافات أخرى ، مثل السياط للتحرك بحرية أو الجدار اللاصق ، الكبسولة ، مما يسمح لهم بالالتصاق بالكائنات الحية الأخرى.
الخلايا حقيقية النواة
الخلايا حقيقية النواة هي أكثر الأنواع الثلاثة تعقيدًا وأكبرها. وهي تختلف عن بدائيات النوى والعتائق بشكل أساسي من حيث أن لديها نواة حيث تخزن الحمض النووي. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم عدة أنواع من العضيات الخلوية ، والتي تسمح لهم بأداء أنواع مختلفة من الوظائف.
الخلايا حقيقية النواة هي أساس كل أشكال الحياة المعقدة الموجودة على الأرض. لهذا السبب ، كان العلماء يدرسون أصله لعقود عديدة ، وطوروا ما يسمى نظرية التعايش الداخلي لتطور الخلية.
نظرية التعايش الداخلي لتطور الخلية
الخلايا حقيقية النواة أكثر تطوراً بكثير من البدئيات أو البكتيريا. قبل بضعة عقود فقط تم العثور على تفسير مرضٍ لظهورها: نظرية التعايش الداخلي.
تستند هذه النظرية إلى أوجه التشابه بين الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء للخلايا حقيقية النواة مع البكتيريا ، سواء في شكلها أو في وظيفتها.
لذلك ، يقترح العلماء الذين يدافعون عنها أنه في مرحلة ما من التطور ، تمتص خلية كبيرة بكتيريا وبدأت في استخدامها لاستخراج الطاقة اللازمة للبقاء والتكاثر.
في غضون ذلك ، اكتسبت البكتيريا الممتصة احتمالات أكبر لترك النسل ، بالإضافة إلى قدر أكبر من الأمان من خلال التواجد داخل خلية أكبر. لذلك ، حدثت علاقة تكافلية ؛ ومن هنا جاء اسم النظرية.
بعد ملايين السنين من التطور ، تخصصت الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء ، والتي كانت في السابق بكتيريا مستقلة. لذلك ، لم يعد بإمكانهم البقاء خارج الزنزانة.
أدلة على نظرية التعايش الداخلي
في لغة الحياة اليومية ، نستخدم كلمة "نظرية" لوصف رأي لا يستند إلى حقيقة. ومع ذلك ، فإن النظرية في عالم العلم هي تفسير لظاهرة تؤكدها التجارب والملاحظة.
نظرية التعايش الداخلي ليست استثناء. تقودنا عدة أدلة إلى الاعتقاد بأن هذه هي الطريقة التي نشأت بها الخلايا الحيوانية والنباتية. ومن هذه الأدلة ما يلي:
- الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء لها الحمض النووي الخاص بها → هذان النوعان من العضيات هما الوحيدان اللذان يحتويان على DNA داخل السيتوبلازم ، ويتم فصلهما عن الحمض النووي الرئيسي للخلية.
- تتكاثر كلتا العضيات من تلقاء نفسها → نظرًا لأن لديهما DNA خاص بهما ، يمكن للبلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا التكاثر بشكل مستقل عن الخلية ، وتوجيه انقسامهما.
- لديهم غشاء خلوي ← على عكس بقية عضيات الخلية ، كل من الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء لها غشاء خلية مزدوج يفصلها عن البقية. هذا النوع من الأغشية موجود أيضًا في البكتيريا.
المراجع
- "الخلايا بدائية النواة" في: أكاديمية خان. تم الاسترجاع في: 17 يناير 2018 من Khan Academy: es.khanacademy.org.
- "الاختلافات بين الخلايا حقيقية النواة والخلية بدائية النواة" في: الفرق بين. تم الاسترجاع في: 17 يناير 2018 من الفرق بين: different-entre.com.
- "من بدائيات النوى إلى حقيقيات النوى" في: فهم التطور. تم الاسترجاع في: 17 يناير 2018 من Understanding Evolution: evolution.berkeley.edu.
- "نشأة وتطور الخلايا" في: NCBI. تم الاسترجاع في: 17 يناير 2018 من NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
- "تطور الخلية" في: تعلم علم الوراثة. تم الاسترجاع في: 17 يناير 2018 من Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.