اكتشاف ثوري: هكذا ظهرت حقيقيات النوى المعقدة!

اكتشاف ثوري: هكذا ظهرت حقيقيات النوى المعقدة!

في دراسة رائدة، اكتسب باحثون من ماينز وفالنسيا ومدريد وزيوريخ رؤى مهمة حول تكوين حقيقيات النوى. كيف presse.uni-mainz.de وأفادت التقارير أن العلماء ركزوا على فهم تطور الخلايا المعقدة التي تشكل أساس الأنواع مثل الفطريات والنباتات والحيوانات.

اقتصرت أشكال الحياة المبكرة على الخلايا بدائية النواة التي كانت تحتوي على مادة وراثية تطفو في السيتوبلازم. في المقابل، تحتوي حقيقيات النوى على نواة خلية والعديد من العضيات التي تمكن من تكوين بنية خلوية معقدة. يتم تفسير تكوين هذه الخلايا المعقدة من خلال نظرية التعايش الداخلي، التي تفترض أن حقيقيات النوى نشأت من خلال التعايش بين البكتيريا والعتائق.

التحولات التطورية ونمو الجينات

أحد الجوانب المركزية للبحث هو عدم وجود وسيط تطوري بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى. ونشرت النتائج في المجلة العلمية الشهيرة PNAS، حيث استخدم الباحثون أساليب كمية لتحليل نمو وتطور الجينات.

لاحظوا في البداية نموًا موحدًا للجينات المشفرة للبروتين، يتبعه توترات ظهرت مع استمرار نمو الجينات. لقد اتضح أن التطور قام بدمج مناطق غير مشفرة في المخطط الجيني لدعم نمو الجينات. ومن المثير للاهتمام أن متوسط ​​طول البروتين ظل راكدًا عند حوالي 500 حمض أميني، في حين ظلت الجينات قادرة على النمو بشكل كبير. يعود تاريخ التحول التطوري الحاسم إلى 2.6 مليار سنة مضت.

هذه النتائج حول نمو الجينات ليست مهمة لعلم الأحياء فحسب، بل لها أيضًا صلة بالتخصصات العلمية الأخرى. لقد وضع تطور الخلية حقيقية النواة الأساس لتطور الكائنات متعددة الخلايا والجنس.

دور التعايش الداخلي

بالإضافة إلى التطور التطوري، من المهم النظر في دور التعايش الداخلي. كيف bio.libretexts.org /20%3A_Phylogenies_and_the_History_of_Life/20.03%3A_Perspectives_on_the_Phylogenetic_Tree/20.3C%3A_Endosymbiotic_Theory_and_the_Evolution_of_Eukaryotes)، يمكن أن يحدث نقل الجينات الأفقي (HGT) من خلال اندماج الجينوم أثناء التعايش الداخلي بين الأنواع المختلفة. أدت هذه العملية إلى إنشاء خلايا تحتوي على جينات من كلا الكائنين، وهو ما يمكن أن يفسر اكتساب الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء.

ومع ذلك، لا تزال هناك مناقشات بين العلماء حول أصل نواة الخلية. يأتي الحمض النووي للميتوكوندريا من الجينومات الدائرية لما يسمى بالبكتيريا "المأسورة" ويتم توريثها فقط من خلال الأم. تتنافس العديد من الفرضيات حول أصل حقيقيات النوى ونواة الخلية، بما في ذلك الفرضية القائلة بأن بدائيات النوى أنتجت غشاء إضافيًا حول الكروموسومات البكتيرية.

إن مسألة ما إذا كانت نواة الخلية ظهرت أولاً أم فقط بعد الاندماج مع البكتيريا تظل مفتوحة وتتطلب المزيد من البحث. جميع الفرضيات قابلة للاختبار وتتطلب المزيد من التجارب لتحديد أي منها تدعمه البيانات بشكل أفضل.

ونظرًا للمناهج التكميلية لعلماء الأحياء التطورية وعلماء الأحياء الحسابية والفيزيائيين، تُظهر الدراسة إمكانية التعاون متعدد التخصصات في العلوم وتسلط الضوء على مدى تعقيد تطور الحياة على الأرض.