Revolusjonær oppdagelse: Slik oppsto komplekse eukaryoter!

Revolusjonær oppdagelse: Slik oppsto komplekse eukaryoter!

I en banebrytende studie har forskere fra Mainz, Valencia, Madrid og Zürich fått viktig innsikt i dannelsen av eukaryoter. Hvordan presse.uni-mainz.de rapporterte, fokuserte forskere på å forstå utviklingen av komplekse celler som danner grunnlaget for arter som sopp, planter og dyr.

Tidlige livsformer var begrenset til prokaryote celler som hadde genetisk materiale flytende rundt i cytoplasmaet. I motsetning til dette har eukaryoter en cellekjerne og mange organeller som muliggjør en kompleks cellestruktur. Dannelsen av disse komplekse cellene forklares av endosymbiont-teorien, som postulerer at eukaryoter oppsto gjennom en symbiose mellom bakterier og archaea.

Evolusjonære overganger og genvekst

Et sentralt aspekt ved forskningen er mangelen på evolusjonære mellomprodukter mellom prokaryoter og eukaryoter. Resultatene ble publisert i det anerkjente vitenskapelige tidsskriftet PNAS, hvor forskerne brukte kvantitative metoder for å analysere veksten og utviklingen av gener.

De observerte til å begynne med jevn vekst av de proteinkodende genene, etterfulgt av spenninger som dukket opp mens genene fortsatte å vokse. Det viser seg at evolusjonen integrerte ikke-kodende regioner i genplanen for å støtte veksten av gener. Interessant nok stagnerte den gjennomsnittlige proteinlengden på rundt 500 aminosyrer, mens genene fortsatt var i stand til å vokse eksponentielt. En kritisk evolusjonær overgang er datert til 2,6 milliarder år siden.

Disse funnene om vekst av gener er ikke bare viktige for biologi, men har også relevans for andre vitenskapelige disipliner. Utviklingen av den eukaryote cellen la grunnlaget for utviklingen av flercellede organismer og seksualitet.

Endosymbiosens rolle

I tillegg til evolusjonær utvikling er det viktig å vurdere rollen til endosymbiose. 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 genoverføring mellom arter (HGT) kan skje gjennom en.ymbiosis (HGT) Denne prosessen førte til dannelsen av celler med gener fra begge organismer, noe som kunne forklare oppkjøpet av mitokondrier og kloroplaster.

Imidlertid er det fortsatt debatter blant forskere om opprinnelsen til cellekjernen. Mitokondrielt DNA kommer fra sirkulære genomer av såkalte "fangede" bakterier og arves bare maternalt. Flere hypoteser om opprinnelsen til eukaryoter og cellekjernen konkurrerer, inkludert hypotesen om at prokaryoter produserte en ekstra membran rundt bakterielle kromosomer.

Spørsmålet om cellekjernen dukket opp først eller først etter fusjon med bakterier forblir åpent og krever videre forskning. Alle hypoteser er testbare og krever ytterligere eksperimentering for å finne ut hvilken som er best støttet av data.

Gitt de komplementære tilnærmingene til evolusjonsbiologer, beregningsbiologer og fysikere, viser studien potensialet til tverrfaglig samarbeid innen vitenskap og fremhever kompleksiteten i utviklingen av livet på jorden.