Descoperire revoluționară: Așa au apărut eucariotele complexe!

Descoperire revoluționară: Așa au apărut eucariotele complexe!

Într-un studiu revoluționar, cercetătorii din Mainz, Valencia, Madrid și Zurich au obținut informații importante despre formarea eucariotelor. Cum presse.uni-mainz.de au raportat, oamenii de știință s-au concentrat pe înțelegerea evoluției celulelor complexe care stau la baza unor specii precum ciupercile, plantele și animalele.

Formele timpurii de viață au fost limitate la celule procariote care aveau material genetic care plutea în citoplasmă. În schimb, eucariotele au un nucleu celular și numeroase organite care permit o structură celulară complexă. Formarea acestor celule complexe este explicată de teoria endosimbiontului, care postulează că eucariotele au apărut printr-o simbioză între bacterii și arhee.

Tranziții evolutive și creșterea genelor

Un aspect central al cercetării este lipsa intermediarilor evolutivi între procariote și eucariote. Rezultatele au fost publicate în renumita jurnal științific PNAS, cercetătorii utilizând metode cantitative pentru a analiza creșterea și evoluția genelor.

Ei au observat inițial o creștere uniformă a genelor care codifică proteine, urmată de tensiuni care au apărut pe măsură ce genele au continuat să crească. Se dovedește că evoluția a integrat regiuni necodificatoare în modelul genei pentru a sprijini creșterea genelor. Interesant este că lungimea medie a proteinei a stagnat la aproximativ 500 de aminoacizi, în timp ce genele erau încă capabile să crească exponențial. O tranziție evolutivă critică este datată cu 2,6 miliarde de ani în urmă.

Aceste descoperiri despre creșterea genelor nu sunt importante doar pentru biologie, ci au și relevanță pentru alte discipline științifice. Dezvoltarea celulei eucariote a pus bazele dezvoltării organismelor multicelulare și a sexualității.

Rolul endosimbiozei

Pe lângă dezvoltarea evolutivă, este important să se ia în considerare rolul endosimbiozei. Cum 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_Eucariotes), poate avea loc prin transferul de gene orizontale între diferite specii (HGTM). Acest proces a condus la crearea de celule cu gene din ambele organisme, ceea ce ar putea explica achiziția mitocondriilor și a cloroplastelor.

Cu toate acestea, există încă dezbateri în rândul oamenilor de știință cu privire la originea nucleului celular. ADN-ul mitocondrial provine din genomi circulari ai așa-numitelor bacterii „capturate” și este moștenit doar matern. Mai multe ipoteze despre originea eucariotelor și a nucleului celular concurează, inclusiv ipoteza că procariotele au produs o membrană suplimentară în jurul cromozomilor bacterieni.

Întrebarea dacă nucleul celular a apărut primul sau numai după fuziunea cu bacteriile rămâne deschisă și necesită cercetări suplimentare. Toate ipotezele sunt testabile și necesită experimente suplimentare pentru a determina care dintre ele este cel mai bine susținută de date.

Având în vedere abordările complementare ale biologilor evoluționisti, biologilor computaționali și fizicienilor, studiul arată potențialul colaborării interdisciplinare în știință și evidențiază complexitatea evoluției vieții pe Pământ.