TEORIJE EVOLUCIJE CELIC - BIOLOGIJA - 2026

V teorije evolucije celice so razlage poskušajo , da razumejo, kdaj in kako se celice pojavile. Običajno se nanašajo na evkariontske celice, torej na tiste, ki imajo jedro, ločeno s celično membrano, kjer vsebujejo genetski material.

Za razliko od prokariotskih celic, ki so enostavnejše in so se pojavile pred približno 3,7 milijarde let na Zemlji, so evkariontske celice veliko bolj zapletene, večje in se v zadnjem času pojavljajo.

Slika visoke ločljivosti enoceličnega organizma. Skozi Youtube.

Ker so evkariontske celice osnova večine živih bitij, na primer rastlin in živali, je bilo razvitih več teorij o njihovem izvoru in zakaj so se pojavile.

Razvoj prvih celic

Prve celice so se pojavile pred vsaj 3,7 milijarde let, približno 750 milijonov let po nastanku Zemlje. Čeprav ne vemo zagotovo, kako so se pojavile prve celice, točno vemo, kako so se razvile.

Vendar pa je ena izmed najbolj sprejetih teorij o nastanku prvih celic naslednja: glede na atmosferske razmere zgodnje Zemlje lahko izpuščanje energije spontano tvori organske molekule.

To so pokazali poskusi Stanleyja Millerja v petdesetih letih prejšnjega stoletja, v katerih mu je uspelo ustvariti organske molekule iz vodika, metana in amoniaka.

Kasneje so nastale prve kompleksne organske molekule (imenovane tudi makromolekule). Na neki točki evolucije teh molekul se je s pomočjo materialov iz svojega okolja pojavila prva, ki se je lahko razmnožila. Potem se je prvič rodila celica.

Te prve celice bi se lahko sprva prosto razmnoževale, ker niso bile konkurenčne porabi goriva. Ker pa se je njihovo število znatno povečalo (prav zaradi tega pomanjkanja konkurence), so morale celice kmalu postati bolj izpopolnjene, da bi se lahko še naprej razmnoževale. Tako se je začel proces evolucije.

Tipi celic in njihov razvoj

Dolga leta je veljalo, da obstajata samo dve vrsti celic, prokariontska (kar dobesedno pomeni "brez jedra") in bolj zapletena in pozneje začeta evkariontska. Vendar pa so v zadnjih dveh stoletjih ugotovili druge vrste celic, ki ne ustrezajo značilnostim nobene od obeh dveh.

Te celice so že od 90. let poznane kot "arheje", kar dobesedno pomeni "starodavne". Tako se danes uporablja klasifikacijski sistem treh področij: Archaea, Bakterije in Eucaria.

Celice Archaea

Arhee (znane tudi kot Archaea) so celice brez jedra, zelo podobne bakterijam, vendar z določenimi lastnostmi, zaradi katerih so lahko obravnavane kot neodvisni organizmi.

Kot vse druge celice so tudi mikroskopski organizmi. Njihova celična stena je zelo odporna, kar jim omogoča, da živijo v ekstremnih okoljih (tudi na asteroidih v vesolju, brez zaščite kakršne koli atmosfere).

Njihova prehrana je tudi zelo različna, saj namesto kisika izkoristijo anorganske spojine, kot so vodik, ogljikov dioksid ali žveplo.

Prokariontske celice (bakterije)

Prokariontske celice so najpreprostejše izmed treh vrst. Imajo samo eno celično membrano, ki obdaja notranjost celice. V notranjosti lahko najdemo gensko snov, suspendirano znotraj citoplazme, pa tudi nekatere ribosome (organele, ki ustvarjajo energijo v celici).

Prokariontske celice so kljub številnim različnim vrstam vse razvrščene kot bakterije. Da bi se lahko učinkoviteje prilagodili okolju, imajo mnogi drugi dodatke, na primer flagele, da se lahko prosto gibljejo, ali lepljivo steno, kapsulo, ki jim omogoča, da se držijo drugih organizmov.

Evkariontske celice

Evkariontske celice so najbolj zapletene in največje izmed treh vrst. Od prokariotov in arhej se razlikujejo predvsem po tem, da imajo jedro, kjer hranijo DNK. Poleg tega imajo več vrst celičnih organelov, ki jim omogočajo opravljanje različnih vrst funkcij.

Evkariontske celice so osnova vsega zapletenega življenja, ki obstaja na Zemlji. Zaradi tega znanstveniki že več desetletij preučujejo njegov izvor in so razvili tako imenovano endosimbiotsko teorijo razvoja celic.

Endosimbiotska teorija evolucije celic

Evkariontske celice so veliko bolj razvite kot arheje ali bakterije. Šele pred nekaj desetletji smo našli zadovoljivo razlago za njen nastanek: endosimbiotična teorija.

Ta teorija temelji na podobnosti, ki jih imajo mitohondriji in kloroplasti evkariontskih celic z bakterijami, tako v obliki kot v funkciji.

Zato znanstveniki, ki ga zagovarjajo, predlagajo, da je v nekem trenutku evolucije velika celica absorbirala bakterijo in jo začela uporabljati za črpanje energije, potrebne za preživetje in razmnoževanje.

Medtem so absorbirane bakterije dobile večjo verjetnost, da bodo zapustile potomce, in večjo varnost, če so bile v večji celici. Zato je prišlo do simbiotskega odnosa; od tod tudi ime teorije.

Po milijonih letih evolucije so se mitohondriji in kloroplasti, ki so bili prej neodvisne bakterije, specializirali. Zato zunaj celice ne morejo več preživeti.

Dokazi za endosimbiotsko teorijo

V vsakdanjem jeziku uporabljamo besedo "teorija" za opis mnenja, ki ne temelji na dejstvih. Vendar je v svetu znanosti teorija razlaga pojava, ki ga potrjujejo poskusi in opazovanja.

Endosimbiotska teorija ni izjema. Več namigov nas privede do misli, da so tako nastale živalske in rastlinske celice. Nekateri od teh dokazov so naslednji:

• Mitohondrije in kloroplasti imajo svojo DNK → Ti dve vrsti organelov sta edini, ki imata DNK v svoji citoplazmi in sta ločeni od glavne DNK celice.
• Oba organela se razmnožujeta sama → Ker imata svojo DNK, se lahko kloroplasti in mitohondriji razmnožujejo neodvisno od celice in usmerjajo lastno delitev.
• Imajo celično membrano → Za razliko od preostalih organelov celic imata tako mitohondriji kot kloroplasti dvojno celično membrano, ki jih ločuje od ostalih. Ta vrsta membrane je prisotna tudi v bakterijah.

Reference

1. "Prokariontske celice" v: Akademija Khan. Pridobljeno: 17. januarja 2018 s Khan Academy: es.khanacademy.org.
2. "Razlike med evkariontsko in prokariotsko celico" v: Razlika med. Pridobljeno: 17. januarja 2018 iz: Razlika med: razlika-entre.com.
3. "Od prokariotov do evkariotov" v: Razumevanje evolucije. Pridobljeno: 17. januarja 2018 iz Razumevanje evolucije: evolution.berkeley.edu.
4. "Izvor in razvoj celic" v: NCBI. Pridobljeno: 17. januarja 2018 iz NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
5. "Evolucija celice" v: Naučite se genetike. Pridobljeno: 17. januarja 2018 iz Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.