الجديد

تطور خلايا حقيقية النواة

تطور خلايا حقيقية النواة

01 من 06

تطور خلايا حقيقية النواة

صور غيتي / ستوكتك

نظرًا لأن الحياة على الأرض بدأت تتطور وتصبح أكثر تعقيدًا ، فإن النوع الأبسط من الخلايا الذي يسمى بدائية النواة خضع لعدة تغييرات على مدى فترة طويلة من الزمن لتصبح خلايا حقيقية النواة. حقيقيات النوى أكثر تعقيدًا وتحتوي على أجزاء أكثر من بدائيات النوى. استغرق الأمر عدة طفرات والانتقاء الطبيعي الباقي على حقيقيات النوى لتتطور وتصبح سائدة.

يعتقد العلماء أن الرحلة من بدائيات النوى إلى حقيقيات النوى كانت نتيجة لتغيرات طفيفة في التركيب والوظيفة على مدار فترات زمنية طويلة للغاية. هناك تقدم منطقي للتغيير لتصبح هذه الخلايا أكثر تعقيدًا. بمجرد ظهور خلايا حقيقية النواة ، يمكن أن تبدأ بعد ذلك في تشكيل مستعمرات وفي نهاية المطاف كائنات متعددة الخلايا بخلايا متخصصة.

02 من 06

الحدود الخارجية المرنة

جيتي / PASIEKA

تحتوي معظم الكائنات المفردة الخلية على جدار خلية حول أغشية البلازما الخاصة بهم من أجل حمايتهم من الأخطار البيئية. العديد من بدائيات النوى ، مثل أنواع معينة من البكتيريا ، يتم تغليفها أيضًا بطبقة واقية أخرى تسمح لهم أيضًا بالالتصاق بالسطح. معظم الحفريات بدائية النواة من فترة ما قبل الكمبري هي عصيّات ، أو على شكل قضيب ، مع جدار خلوي صعب للغاية يحيط بداء النواة.

في حين أن بعض الخلايا حقيقية النواة ، مثل الخلايا النباتية ، لا تزال لها جدران خلايا ، فإن الكثير منها لا. هذا يعني أنه في وقت ما خلال التاريخ التطوري للبروكاريوت ، كانت جدران الخلايا اللازمة للاختفاء أو على الأقل أن تصبح أكثر مرونة. الحدود الخارجية المرنة على الخلية تسمح لها بالتوسع أكثر. حقيقيات النوى أكبر بكثير من الخلايا بدائية النواة الأكثر بدائية.

يمكن أيضًا لحدود الخلايا المرنة الانحناء والطي لإنشاء مساحة أكبر. تعتبر الخلية ذات مساحة أكبر من السطح أكثر فاعلية في تبادل العناصر الغذائية والنفايات مع بيئتها. إنه أيضًا فائدة لجلب أو إزالة جزيئات كبيرة بشكل خاص باستخدام endocytosis أو exocytosis.

03 من 06

ظهور الهيكل الخلوي

غيتي / توماس ديرنيك

تتحد البروتينات الهيكلية داخل خلية حقيقية النواة لإنشاء نظام يعرف باسم الهيكل الخلوي. بينما يشير مصطلح "الهيكل العظمي" عمومًا إلى شيء يخلق شكل كائن ، فإن الهيكل الخلوي له العديد من الوظائف المهمة الأخرى داخل خلية حقيقية النواة. لا تساعد الألياف المجهرية والأنابيب الدقيقة والألياف الوسيطة في الحفاظ على شكل الخلية فحسب ، بل إنها تستخدم على نطاق واسع في انقسام النواة وحركة المواد الغذائية والبروتينات والعضيات الثابتة في مكانها.

أثناء الانقسام الخيطي ، تشكل الأنابيب الدقيقة المغزل الذي يفصل الكروموسومات عن بعضها البعض ويوزعها بالتساوي على الخلايا الابنتين التي تنتج بعد انشقاق الخلية. يتصل هذا الجزء من الهيكل الخلوي بالكروماتيدات الشقيقة في المركز ويفصلها بالتساوي بحيث تكون كل خلية ناتجة نسخة دقيقة وتحتوي على جميع الجينات التي تحتاجها للبقاء على قيد الحياة.

تساعد الألياف المجهرية أيضًا الأنابيب الدقيقة في تحريك العناصر الغذائية والنفايات ، وكذلك البروتينات التي تم تصنيعها حديثًا ، إلى أجزاء مختلفة من الخلية. تحافظ الألياف الوسيطة على العضيات وأجزاء الخلية الأخرى في مكانها عن طريق تثبيتها في المكان الذي يجب أن تكون فيه. يمكن أن يشكل الهيكل الخلوي أيضًا سوطًا لتحريك الخلية.

على الرغم من أن حقيقيات النوى هي الأنواع الوحيدة من الخلايا التي تحتوي على هيكل خلوي ، فإن الخلايا بدائية النواة لها بروتينات قريبة جدًا في هيكلها من تلك المستخدمة لإنشاء الهيكل الخلوي. ويعتقد أن هذه الأشكال الأكثر بدائية من البروتينات خضعت لبعض الطفرات التي جعلتها تتجمع مع بعضها وتشكل أجزاء مختلفة من الهيكل الخلوي.

04 من 06

تطور النواة

Getty / Encyclopaedia Britannica / UIG

تحديد الأكثر استخداما لخلية حقيقية النواة هو وجود نواة. المهمة الرئيسية للنواة هي إيواء الحمض النووي ، أو المعلومات الوراثية ، للخلية. في بدائيات النوى ، يوجد الحمض النووي للتو في السيتوبلازم ، وعادة في شكل حلقة واحدة. تحتوي حقيقيات النوى على الحمض النووي داخل مظروف نووي منظم في عدة صبغيات.

بمجرد أن تطورت الخلية حدودًا خارجية مرنة يمكن أن تنحني وتطوى ، يُعتقد أن حلقة DNA الموجودة في بدائيات النوى قد وجدت بالقرب من تلك الحدود. أثناء ثنيها وطويتها ، أحاطت الحمض النووي وانخرطت لتصبح مظروفًا نوويًا يحيط بالنواة التي تم فيها الآن حماية الحمض النووي.

بمرور الوقت ، تطور الحمض النووي أحادي الشكل على شكل جرح بإحكام نسميه الآن الكروموسوم. لقد كان تكيفًا إيجابيًا حتى لا يتشابك الحمض النووي أو ينقسم بشكل غير متساوٍ أثناء الانقسام أو الانقسام الاختزالي. يمكن للكروموسومات الاسترخاء أو الانتهاء وفقًا لمرحلة دورة الخلية.

الآن وقد ظهرت النواة ، تطورت أنظمة الأغشية الداخلية الأخرى مثل الشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي. ريبوسوم ، الذي كان فقط من الصنف العائم الحر في بدائيات النوى ، ارتبط الآن بأجزاء من الشبكة الإندوبلازمية للمساعدة في تجميع البروتينات وحركتها.

05 من 06

هضم النفايات

صور غيتي / ستوكتك

مع وجود خلية أكبر تأتي الحاجة إلى مزيد من العناصر الغذائية وإنتاج المزيد من البروتينات من خلال النسخ والترجمة. جنبا إلى جنب مع هذه التغييرات الإيجابية تأتي مشكلة المزيد من النفايات داخل الخلية. الخطوة التالية في تطور الخلية حقيقية النواة هي مواكبة الطلب على التخلص من النفايات.

لقد خلقت حدود الخلية المرنة الآن جميع أنواع الطيات ويمكن أن تقفل حسب الحاجة لإنشاء فجوات لإحضار جزيئات داخل الخلية وخارجها. كما أنها صنعت ما يشبه خلية احتجاز للمنتجات والنفايات التي كانت الخلية تصنعها. بمرور الوقت ، تمكنت بعض هذه الفجوات من الاحتفاظ بإنزيم هضمي يمكن أن يدمر الريبوسومات القديمة أو المصابة أو البروتينات غير الصحيحة أو أنواع أخرى من النفايات.

06 من 06

تعايش جواني

غيتي / د دافيد ، جامعة كايل

تم تصنيع معظم أجزاء الخلية حقيقية النواة داخل خلية بدائية النواة واحدة ولم تتطلب تفاعلًا مع خلايا مفردة أخرى. ومع ذلك ، فإن حقيقيات النوى لديها زوجان عضويان متخصصان للغاية كان يعتقد أنهما كانا خلايا بدائية النواة. كانت للخلايا حقيقية النواة البدائية القدرة على ابتلاع الأشياء عن طريق التسمم ، ويبدو أن بعض الأشياء التي ربما تكون قد اجتاحتها بدائية النواة.

اقترح لين مارغوليس ، المعروف باسم نظرية الإندوسبيوتيك ، أن الميتوكوندريا ، أو جزء من الخلية التي تصنع طاقة قابلة للاستخدام ، كانت ذات يوم عبارة عن بدائية النواة التي غمرتها ، ولكن لم يتم هضمها ، بكتيريا حقيقيات النواة البدائية. بالإضافة إلى صنع الطاقة ، ربما تكون الميتوكوندريا الأولى قد ساعدت الخلية على النجاة من الشكل الأحدث للغلاف الجوي الذي يشتمل الآن على الأكسجين.

بعض الكائنات حقيقية النواة يمكن أن تخضع لعملية التمثيل الضوئي. تحتوي هذه الكائنات حقيقية النواة على عضوي خاص يسمى البلاستيدات الخضراء. هناك دليل على أن البلاستيدات الخضراء كانت بدائية النواة تشبه الطحالب ذات اللون الأزرق والأخضر التي غمرت كثيرًا مثل الميتوكوندريا. بمجرد أن كان جزءًا من حقيقيات النواة ، أصبح بإمكان حقيقيات النوى الآن إنتاج طعامه باستخدام أشعة الشمس.


شاهد الفيديو: شرح تطور خلايا حقيقية النواة ونظرية التكافل الداخلي Cell Evolution (كانون الثاني 2022).