Эволюция клетки

Некоторые из самых старых клеток на Земле — это одноклеточные организмы, называемые бактериями. Ископаемые записи указывают на то, что холмы бактерий когда-то покрывали молодую Землю. Некоторые начали готовить себе еду, используя углекислый газ из атмосферы и энергию, которую они получали от солнца. Этот процесс (называемый фотосинтезом) производил достаточно кислорода, чтобы изменить атмосферу Земли. Вскоре после этого на сцену вышли новые формы жизни, дышащие кислородом. Популяция все более разнообразной бактериальной жизни была готова для некоторых удивительных вещей.

Бактерии — одноклеточные организмы с кольцевой молекулой ДНК и без органелл.

Имеются убедительные доказательства того, что митохондрии и хлоропласты когда-то были примитивными бактериальными клетками. Это свидетельство описано в эндосимбиотической теории. Как эта теория получила свое название? Симбиоз возникает, когда два разных вида получают выгоду от совместной жизни и совместной работы. Когда один организм на самом деле живет внутри другого, это называется эндосимбиозом. Эндосимбиотическая теория описывает, как большая клетка-хозяин и проглоченные бактерии могут легко стать зависимыми друг от друга для выживания, что приводит к постоянным отношениям. За миллионы лет эволюции митохондрии и хлоропласты стали более специализированными и сегодня не могут жить вне клетки.
Это просто теория
В повседневной речи люди используют слово «теория» для обозначения мнения или предположения, не обязательно основанного на фактах. Но в области науки теория — это устоявшееся объяснение, основанное на обширных экспериментах и ​​наблюдениях. Научные теории разрабатываются и проверяются научным сообществом и обычно принимаются как факт.
Митохондрии имеют ДНК
Митохондрии и хлоропласты имеют поразительное сходство с клетками бактерий. У них есть собственная ДНК, которая отделена от ДНК, находящейся в ядре клетки. И обе органеллы используют свою ДНК для производства многих белков и ферментов, необходимых для их функционирования. Двойная мембрана окружает и митохондрии, и хлоропласты, что является еще одним свидетельством того, что каждый из них был проглочен примитивным хозяином. Две органеллы также размножаются подобно бактериям, копируя свою собственную ДНК и направляя собственное деление.

Митохондриальная ДНК (мтДНК) имеет уникальный характер наследования. Он передается непосредственно от матери к ребенку и накапливает изменения гораздо медленнее, чем другие типы ДНК. Благодаря своим уникальным характеристикам мтДНК дала важные сведения об истории эволюции. Например, различия в мтДНК исследуются, чтобы оценить, насколько близко один вид связан с другим.

Анализ митохондриальной ДНК людей со всего мира дал много подсказок о древних моделях миграции людей.

Археи выживают сегодня в чрезвычайно суровых условиях, таких как испаряющиеся соляные пруды на краю Большого Соленого озера (вверху) и кипящие горячие источники Йеллоустонского национального парка (справа).

Условия на Земле 4 миллиарда лет назад сильно отличались от сегодняшних. В атмосфере не хватало кислорода, а озоновый слой еще не защищал Землю от вредных излучений. Проливные дожди, молнии и вулканическая активность были обычным явлением. Тем не менее, самые ранние клетки возникли в этих экстремальных условиях. Сегодня группа одноклеточных организмов, называемых археабактериями или археями, все еще процветает в экстремальных средах обитания.
В настоящее время астробиологи используют архей для изучения происхождения жизни на Земле и других планетах. Поскольку археи населяют места, ранее считавшиеся несовместимыми с жизнью, они могут дать подсказки, которые улучшат нашу способность обнаруживать внеземную жизнь. Интересно, что текущие исследования показывают, что археи могут путешествовать в космос на метеорите. Такое событие могло зародить жизнь на Земле или где-либо еще.