Teorii ale evoluției celulare

Teoriile evoluției celulelor sunt explicații care încearcă să înțeleagă când și cum au apărut celulele. În mod normal, se referă la celulele eucariote, adică la cele care au un nucleu separat de o membrană celulară în care acestea conțin materialul genetic.

Spre deosebire de celulele procariote, care sunt mai simple și au apărut pe Pământ cu aproximativ 3.700 milioane de ani în urmă, celulele eucariote sunt mult mai complexe, mai mari și mai recente.

Deoarece celulele eucariote sunt baza multor lucruri vii, cum ar fi plantele și animalele, s-au dezvoltat mai multe teorii cu privire la originea lor și de ce au apărut.

Dezvoltarea primelor celule

Primele celule au apărut cu cel puțin 3.700 de milioane de ani în urmă, la aproximativ 750 de milioane de ani după formarea Pământului. Deși nu știm sigur cum au apărut primele celule, știm destul de bine cum s-au dezvoltat.

Totuși, una dintre cele mai acceptate teorii despre formarea primelor celule este următoarea: date fiind condițiile atmosferice ale Pământului primitiv, o descărcare de energie poate produce molecule organice care se formează spontan.

Acest lucru a fost demonstrat de experimentele lui Stanley Miller din anii 1950, în care a reușit să creeze molecule organice din hidrogen, metan și amoniac.

Ulterior, s-au format primele molecule complexe organice (numite și macromolecule). La un moment dat în evoluția acestor molecule, prima a reușit să se reproducă folosind materiale din mediul său. Sa născut, pentru prima dată, o celulă.

Aceste prime celule ar fi putut să se reproducă liber la început, având în vedere lipsa de concurență pentru combustibilul pe care l-au folosit. Cu toate acestea, deoarece numărul lor a crescut considerabil (tocmai din cauza acestei lipse de concurență), în curând celulele trebuiau să devină mai sofisticate pentru a continua reproducerea. Astfel a început procesul de evoluție.

Tipurile de celule și dezvoltarea lor

De mulți ani, se credea că există doar două tipuri de celule, procariote (care înseamnă literalmente "fără nucleu") și eucariote, mai complexe și mai târziu instalate. Cu toate acestea, în ultimele două secole au identificat un alt tip de celule care nu se potrivesc cu caracteristicile oricăreia dintre celelalte două.

Aceste celule sunt cunoscute încă din anii '90 ca "arhaice", care înseamnă literalmente "cele vechi". În acest mod, se utilizează astăzi un sistem de clasificare a trei domenii: Archaea, Bacteria și Eucaria.

Celulele Archaea

Arheii (cunoscuți și sub numele de Arqueas) sunt celule fără nucleu, foarte asemănătoare cu bacteriile, dar cu anumite caracteristici care le-au determinat să fie considerate ca organisme independente.

La fel ca restul celulelor, ele sunt organisme microscopice. Peretele său celular este foarte rezistent, ceea ce le permite să trăiască în medii extreme (chiar și în asteroizii din spațiu, fără protecția oricărei atmosfere).

Dieta lor este, de asemenea, foarte diferită, deoarece acestea profită de compuși anorganici cum ar fi hidrogen, dioxid de carbon sau sulf în loc de oxigen.

Celule prokaryote (bacterii)

Celulele procariote sunt cele mai simple dintre cele trei tipuri. Ele au doar o membrană celulară, care înconjoară interiorul celulei. În interior, putem găsi materialul genetic suspendat în interiorul citoplasmei, precum și unele ribozomi (organele care generează energie în interiorul celulei).

Celulele procariote, în ciuda faptului că sunt de multe tipuri diferite, sunt toate clasificate ca bacterii. Pentru a putea să vă adaptați mai eficient la mediul înconjurător, multe dintre ele au alte adaosuri, cum ar fi flagella să se miște liber sau un perete lipicios, capsula, care le permite să adere la alte organisme.

Celulele eucariote

Celulele eucariote sunt cele mai complexe și cele mai mari dintre cele trei tipuri. Ele diferă de procariote și de arhaea, în principal prin faptul că au un nucleu, unde stochează ADN-ul. În plus, au mai multe tipuri de organele celulare, care le permit să îndeplinească diferite tipuri de funcții.

Celulele eucariote sunt baza întregii vieți complexe care există pe Pământ. Din acest motiv, oamenii de stiinta isi studiaza originea timp de mai multe decenii si s-au dezvoltat sub numele de Teoria Endosimbibiotica a dezvoltarii celulare.

Endosimbibila teorie a evoluției celulelor

Celulele eucariote sunt mult mai dezvoltate decât archaea sau bacteriile. Doar câteva decenii în urmă a fost găsită o explicație satisfăcătoare pentru apariția ei: teoria endosimbibioasă.

Această teorie se bazează pe asemănările dintre mitocondriile și cloroplastele celulelor eucariote cu bacterii, atât în ​​forma lor cât și în funcționare.

Prin urmare, oamenii de știință care îl apără propun ca la un moment dat în evoluție, o celulă mare să absoarbă o bacterie și a început să o folosească pentru a extrage energia necesară pentru a supraviețui și a se reproduce.

Bacteriile absorbite, pe de altă parte, au câștigat probabilități mai mari de a părăsi descendenții, precum și o mai mare securitate prin faptul că se află în interiorul unei celule mai mari. Prin urmare, a existat o relație simbiotică; de aici numele teoriei.

După milioane de ani de evoluție, mitocondriile și cloroplastele, care fuseseră bacterii independente, s-au specializat. Prin urmare, ele nu mai pot supraviețui în afara celulei.

Evidențele teoriei endosimbiotice

În limbajul de zi cu zi, folosim cuvântul "teorie" pentru a descrie o opinie care nu se bazează pe fapte. Cu toate acestea, în lumea științei, o teorie este o explicație a unui fenomen confirmat prin experimente și observare.

Teoria endosimbiotică nu este o excepție. Câteva indicii ne determină să credem că așa au apărut celulele animale și vegetale. Unele dintre aceste dovezi sunt următoarele:

• Mitochondria și cloroplastele au ADN propriu → Aceste două tipuri de organele sunt singurele care au ADN în interiorul citoplasmei lor, fiind separate de ADN-ul principal al celulei.
• Ambele organele se reproduc pe cont propriu → Pentru că au propriile lor ADN-uri, cloroplastele și mitocondriile se pot replica independent de celulă și își pot direcționa propria diviziune.
• Ei au o membrană celulară → Spre deosebire de restul organelilor din celulă, atât mitocondriile cât și cloroplastele au o membrană dublă celulară care le separă de celelalte. Acest tip de membrană este prezentă și în bacterii.