Vallankumouksellinen löytö: Näin monimutkaiset eukaryootit syntyivät!

Vallankumouksellinen löytö: Näin monimutkaiset eukaryootit syntyivät!

Uraauurtavassa tutkimuksessa Mainzin, Valencian, Madridin ja Zürichin tutkijat ovat saaneet tärkeitä näkemyksiä eukaryoottien muodostumisesta. Miten presse.uni-mainz.de raportoitu, tutkijat keskittyivät ymmärtämään monimutkaisten solujen kehitystä, jotka muodostavat perustan lajeille, kuten sienille, kasveille ja eläimille.

Varhaiset elämänmuodot rajoittuivat prokaryoottisiin soluihin, joiden geneettistä materiaalia kellui sytoplasmassa. Sitä vastoin eukaryooteilla on soluydin ja lukuisia organelleja, jotka mahdollistavat monimutkaisen solurakenteen. Näiden monimutkaisten solujen muodostuminen selittyy endosymbionttiteorialla, jonka mukaan eukaryootit syntyivät bakteerien ja arkkien välisen symbioosin kautta.

Evoluutiomuutokset ja geenien kasvu

Keskeinen näkökohta tutkimuksessa on evolutionaaristen välituotteiden puute prokaryoottien ja eukaryoottien välillä. Tulokset julkaistiin tunnetussa tieteellisessä lehdessä PNAS, jossa tutkijat käyttivät kvantitatiivisia menetelmiä analysoidakseen geenien kasvua ja kehitystä.

Aluksi he havaitsivat proteiinia koodaavien geenien tasaista kasvua, mitä seurasi jännitteitä, jotka syntyivät geenien kasvun jatkuessa. Osoittautuu, että evoluutio integroi ei-koodaavia alueita geenisuunnitelmaan tukemaan geenien kasvua. Mielenkiintoista on, että proteiinin keskimääräinen pituus pysähtyi noin 500 aminohappoon, kun taas geenit pystyivät edelleen kasvamaan eksponentiaalisesti. Kriittinen evoluutiomuutos on ajoitettu 2,6 miljardin vuoden taakse.

Nämä geenien kasvua koskevat havainnot eivät ole tärkeitä vain biologian kannalta, vaan niillä on merkitystä myös muille tieteenaloille. Eukaryoottisolun kehitys loi pohjan monisoluisten organismien ja seksuaalisuuden kehittymiselle.

Endosymbioosin rooli

Evoluutiokehityksen lisäksi on tärkeää ottaa huomioon endosymbioosin rooli. Miten 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. Horisontaalista geeninsiirtoa (HGT) voi tapahtua eri lajien välillä genomisiirron kautta. Tämä prosessi johti solujen luomiseen, joissa oli geenejä molemmista organismeista, mikä voisi selittää mitokondrioiden ja kloroplastien hankinnan.

Tiedemiesten keskuudessa käydään kuitenkin edelleen keskustelua soluytimen alkuperästä. Mitochondrial DNA comes from circular genomes of so-called “captured” bacteria and is only inherited maternally. Useat hypoteesit eukaryoottien alkuperästä ja solutumasta kilpailevat, mukaan lukien hypoteesi, jonka mukaan prokaryootit tuottivat lisäkalvon bakteerikromosomien ympärille.

Kysymys siitä, ilmaantuiko soluydin ensin vai vasta fuusioitumisen jälkeen bakteerien kanssa, on edelleen avoin ja vaatii lisätutkimusta. Kaikki hypoteesit ovat testattavissa ja vaativat lisäkokeita sen määrittämiseksi, mikä niistä on parhaiten tuettu tiedoilla.

Kun otetaan huomioon evoluutiobiologien, laskennallisten biologien ja fyysikkojen toisiaan täydentävät lähestymistavat, tutkimus osoittaa tieteidenvälisen yhteistyön mahdollisuudet tieteessä ja korostaa elämän evoluution monimutkaisuutta maapallolla.