TEORII DESPRE EVOLUȚIA CELULELOR - BIOLOGIE - 2025

Cele Teoriile evoluției celulei sunt explicații care încearcă să înțeleagă când și cum celulele au apărut. În mod normal, ele se referă la celule eucariote, adică la cele care au un nucleu separat de o membrană celulară unde conțin materialul genetic.

Spre deosebire de celulele procariote, care sunt mai simple și au apărut acum aproximativ 3,7 miliarde de ani pe Pământ, celulele eucariote sunt mult mai complexe, mai mari și apar mai recent.

Imagine de înaltă definiție a unui organism unicelular. Via Youtube.

Întrucât celulele eucariote stau la baza majorității viețuitoarelor, cum ar fi plantele și animalele, au fost dezvoltate mai multe teorii despre originea lor și de ce au apărut.

Dezvoltarea primelor celule

Primele celule au apărut cu cel puțin 3,7 miliarde de ani în urmă, la aproximativ 750 de milioane de ani de la formarea Pământului. Deși nu știm sigur cum au apărut primele celule, știm destul de precis cum s-au dezvoltat.

Cu toate acestea, una dintre cele mai acceptate teorii despre formarea primelor celule este următoarea: date fiind condițiile atmosferice ale Pământului timpuriu, o descărcare de energie poate provoca formarea spontană a moleculelor organice.

Acest lucru a fost demonstrat de experimentele lui Stanley Miller din anii '50, în care a reușit să creeze molecule organice din hidrogen, metan și amoniac.

Ulterior, s-au format primele molecule organice complexe (numite și macromolecule). La un moment dat în evoluția acestor molecule, prima, capabilă să se reproducă, a apărut folosind materiale din mediul său. Apoi, pentru prima dată, s-a născut o celulă.

Aceste prime celule s-ar fi putut reproduce liber la început, având în vedere lipsa de concurență pentru combustibilul folosit. Cu toate acestea, deoarece numărul lor a crescut considerabil (tocmai din cauza acestei lipse de concurență), celulele au trebuit să devină mai sofisticate pentru a continua reproducerea. Astfel a început procesul de evoluție.

Tipurile de celule și dezvoltarea lor

Timp de mulți ani, s-a crezut că au existat doar două tipuri de celule, procariota (ceea ce înseamnă literal „fără nucleu”) și cea mai complexă și mai târziu eucariotă. Cu toate acestea, în ultimele două secole, au fost identificate alte tipuri de celule care nu se potrivesc caracteristicilor uneia dintre celelalte două.

Aceste celule sunt cunoscute încă din anii 90 drept „arhaea”, ceea ce înseamnă literalmente „cele vechi”. În acest fel, astăzi este utilizat un sistem de clasificare a trei domenii: Archaea, Bacteria și Eucaria.

Celule Archaea

Archaea (cunoscut și sub numele de Archaea) sunt celule fără nucleu, foarte asemănătoare cu bacteriile, dar cu anumite caracteristici care le-au determinat să fie considerate organisme independente.

Ca toate celelalte celule, sunt organisme microscopice. Peretele lor celular este foarte rezistent, ceea ce le permite să trăiască în medii extreme (chiar și pe asteroizi în spațiu, fără protecția vreunui tip de atmosferă).

Dieta lor este, de asemenea, foarte diferită, deoarece profită de compuși anorganici precum hidrogen, dioxid de carbon sau sulf în loc de oxigen.

Celule procariote (bacterii)

Celulele procariote sunt cele mai simple dintre cele trei tipuri. Au o singură membrană celulară, care înconjoară interiorul celulei. În interior putem găsi materialul genetic suspendat în citoplasmă, precum și unele ribozomi (organelele care generează energie în celulă).

Celulele procariote, în ciuda faptului că sunt de multe tipuri, sunt toate clasificate ca bacterii. Pentru a se adapta la mediu mai eficient, multe dintre ele au alte adaosuri, cum ar fi flagelul pentru a se deplasa liber sau un perete lipicios, capsula, care le permite să adere la alte organisme.

Celulele eucariote

Celulele eucariote sunt cele mai complexe și mai mari dintre cele trei tipuri. Ele diferă de procariote și arhaea, în principal, prin faptul că au un nucleu, unde depozitează ADN-ul. În plus, au mai multe tipuri de organule celulare, care le permit să îndeplinească diferite tipuri de funcții.

Celulele eucariote sunt baza întregii vieți complexe care există pe Pământ. Din această cauză, oamenii de știință au studiat originea sa de mai multe decenii și au dezvoltat așa-numita Teorie Endosimbiotică a dezvoltării celulare.

Teoria endosimbiotică a evoluției celulare

Celulele eucariote sunt mult mai dezvoltate decât arhaea sau bacteriile. Cu doar câteva decenii în urmă, s-a găsit o explicație satisfăcătoare a apariției sale: teoria endosimbioticelor.

Această teorie se bazează pe asemănările pe care le au mitocondriile și cloroplastele celulelor eucariote cu bacteriile, atât în ​​forma lor, cât și în funcția lor.

Prin urmare, oamenii de știință care o apără propun ca la un moment dat în evoluție, o celulă mare a absorbit o bacterie și a început să o folosească pentru a extrage energia necesară pentru a supraviețui și a se reproduce.

Între timp, bacteriile absorbite au obținut probabilități mai mari de a lăsa urmași, precum și o mai mare securitate prin faptul că se află în interiorul unei celule mai mari. Prin urmare, a avut loc o relație simbiotică; de aici denumirea teoriei.

După milioane de ani de evoluție, mitocondriile și cloroplastele, care erau anterior bacterii independente, s-au specializat. Prin urmare, ei nu mai pot supraviețui în afara celulei.

Evidențe pentru teoria endosimbioticelor

În limbajul cotidian folosim cuvântul „teorie” pentru a descrie o opinie care nu se bazează pe fapt. Cu toate acestea, în lumea științei, o teorie este o explicație a unui fenomen confirmat prin experimente și observație.

Teoria endosimbiotică nu face excepție. Câteva indicii ne determină să credem că astfel au apărut celulele animale și vegetale. Unele dintre aceste dovezi sunt următoarele:

• Mitocondriile și cloroplastele au propriul ADN → Aceste două tipuri de organele sunt singurele care au ADN în citoplasma lor, fiind separate de ADN-ul principal al celulei.
• Ambele organele se reproduc singure → Deoarece au ADN-ul propriu, cloroplastele și mitocondriile se pot reproduce independent de celulă și pot direcționa propria diviziune.
• Au o membrană celulară → Spre deosebire de restul organulelor celulare, atât mitocondriile cât și cloroplastele au o membrană dublă celulară care le separă de restul. Acest tip de membrană este prezentă și în bacterii.

Referințe

1. „Celule procariote” în: Academia Khan. Preluat pe: 17 ianuarie 2018 de la Khan Academy: es.khanacademy.org.
2. „Diferențe între celula eucariotă și procariotă” în: Diferența dintre. Preluat pe: 17 ianuarie 2018 de la Difference Between: differenza-entre.com.
3. „De la procariote la eucariote” în: Înțelegerea evoluției. Preluat pe: 17 ianuarie 2018 din Înțelegerea evoluției: evoluție.berkeley.edu.
4. „Originea și evoluția celulelor” în: NCBI. Preluat pe: 17 ianuarie 2018 de la NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
5. „Evoluția celulei” în: Aflați genetica. Preluat pe: 17 ianuarie 2018 de la Learn Genetics: Learn.genetics.utah.edu.