Revolutionær opdagelse: Sådan opstod komplekse eukaryoter!

Revolutionær opdagelse: Sådan opstod komplekse eukaryoter!

I et banebrydende studie har forskere fra Mainz, Valencia, Madrid og Zürich fået vigtig indsigt i dannelsen af ​​eukaryoter. Hvordan presse.uni-mainz.de rapporteret, fokuserede videnskabsmænd på at forstå udviklingen af ​​komplekse celler, der danner grundlaget for arter som svampe, planter og dyr.

Tidlige livsformer var begrænset til prokaryote celler, der havde genetisk materiale svævende rundt i cytoplasmaet. I modsætning hertil har eukaryoter en cellekerne og talrige organeller, der muliggør en kompleks cellestruktur. Dannelsen af ​​disse komplekse celler forklares af endosymbionteorien, som postulerer, at eukaryoter er opstået gennem en symbiose mellem bakterier og archaea.

Evolutionære overgange og genvækst

Et centralt aspekt af forskningen er manglen på evolutionære mellemprodukter mellem prokaryoter og eukaryoter. Resultaterne blev offentliggjort i det anerkendte videnskabelige tidsskrift PNAS, hvor forskerne brugte kvantitative metoder til at analysere væksten og udviklingen af ​​gener.

De observerede oprindeligt ensartet vækst af de proteinkodende gener, efterfulgt af spændinger, der opstod, mens generne fortsatte med at vokse. Det viser sig, at evolutionen integrerede ikke-kodende regioner i genplanen for at understøtte væksten af ​​gener. Interessant nok stagnerede den gennemsnitlige proteinlængde på omkring 500 aminosyrer, mens generne stadig var i stand til at vokse eksponentielt. En kritisk evolutionær overgang er dateret til 2,6 milliarder år siden.

Disse resultater om genernes vækst er ikke kun vigtige for biologien, men har også relevans for andre videnskabelige discipliner. Udviklingen af ​​den eukaryote celle lagde grundlaget for udviklingen af ​​flercellede organismer og seksualitet.

Endosymbiosens rolle

Ud over evolutionær udvikling er det vigtigt at overveje endosymbiosens rolle. Hvordan 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), horisontal genoverførsel (HGT) mellem arter kan forekomme gennem en.ymbiosis (HGT) Denne proces førte til skabelsen af ​​celler med gener fra begge organismer, hvilket kunne forklare erhvervelsen af ​​mitokondrier og kloroplaster.

Der er dog stadig debatter blandt videnskabsmænd om oprindelsen af ​​cellekernen. Mitokondrielt DNA kommer fra cirkulære genomer af såkaldte "fangede" bakterier og nedarves kun moderligt. Flere hypoteser om oprindelsen af ​​eukaryoter og cellekernen konkurrerer, herunder hypotesen om, at prokaryoter producerede en ekstra membran omkring bakterielle kromosomer.

Spørgsmålet om, hvorvidt cellekernen opstod først eller først efter fusion med bakterier, står åbent og kræver yderligere forskning. Alle hypoteser er testbare og kræver yderligere eksperimenter for at bestemme, hvilken der bedst understøttes af data.

I betragtning af de komplementære tilgange fra evolutionære biologer, beregningsbiologer og fysikere, viser undersøgelsen potentialet i tværfagligt samarbejde inden for videnskab og fremhæver kompleksiteten af ​​livets udvikling på Jorden.