Theories of Cell Evolution



de theorieën over cellulaire evolutie het zijn verklaringen die proberen te begrijpen wanneer en hoe de cellen tevoorschijn kwamen. Normaal gesproken verwijzen ze naar eukaryotische cellen, dat wil zeggen cellen met een kern gescheiden door een celmembraan waar ze het genetische materiaal bevatten.

In tegenstelling tot prokaryote cellen, die eenvoudiger zijn en ongeveer 3.700 miljoen jaar geleden op aarde verschenen, zijn eukaryotische cellen veel complexer, groter en van recentere verschijning..

Omdat eukaryote cellen de basis vormen van de meeste levende wezens, zoals planten en dieren, zijn er verschillende theorieën ontwikkeld over hun oorsprong en waarom ze zijn verschenen..

index

  • 1 Ontwikkeling van de eerste cellen
  • 2 Soorten cellen en hun ontwikkeling
    • 2.1 Archaea-cellen
    • 2.2 Prokaryotische cellen (bacteriën)
    • 2.3 Eukaryote cellen
  • 3 Endosymbiotische theorie van celevolutie
    • 3.1 Bewijzen van de endosymbiotische theorie
  • 4 Referenties

Ontwikkeling van de eerste cellen

De eerste cellen verschenen minstens 3.700 miljoen jaar geleden, ongeveer 750 miljoen jaar nadat de aarde was gevormd. Hoewel we niet zeker weten hoe de eerste cellen verschenen, weten we best hoe ze zich ontwikkelden.

Een van de meest geaccepteerde theorieën over de vorming van de eerste cellen is echter de volgende: gezien de atmosferische omstandigheden van de primitieve aarde, kan een energievrijgave organische moleculen produceren om spontaan te vormen.

Dit werd aangetoond door de experimenten van Stanley Miller in de jaren 50, waarin hij erin slaagde organische moleculen te creëren uit waterstof, methaan en ammoniak..

Later werden de eerste complexe organische moleculen (ook wel macromoleculen genoemd) gevormd. Op een bepaald punt in de evolutie van deze moleculen kon de eerste repliceren met behulp van materialen uit zijn omgeving. Hij werd toen geboren, voor de eerste keer, een cel.

Deze eerste cellen hadden zich aanvankelijk vrij kunnen reproduceren, gezien het gebrek aan concurrentie voor de brandstof die ze gebruikten. Omdat hun aantal echter aanzienlijk toenam (juist vanwege dit gebrek aan concurrentie), moesten de cellen al snel verfijnder worden om verder te kunnen reproduceren. Dus begon het proces van evolutie.

Soorten cellen en hun ontwikkeling

Jarenlang geloofde men dat er slechts twee soorten cellen waren, prokaryoten (wat letterlijk betekent "zonder een kern") en eukaryoten, complexer en later begin. In de laatste twee eeuwen hebben ze echter een ander type cellen geïdentificeerd dat niet past bij de kenmerken van een van de andere twee.

Deze cellen zijn sinds de jaren 90 bekend als "archaea", wat letterlijk "de oude" betekent. Op deze manier wordt vandaag een classificatiesysteem van drie domeinen gebruikt: Archaea, Bacteria en Eucaria.

Archaea cellen

De Archaea (ook bekend als Arqueas) zijn cellen zonder een kern, zeer vergelijkbaar met bacteriën maar met bepaalde kenmerken die ervoor hebben gezorgd dat ze als onafhankelijke organismen worden beschouwd.

Net als de rest van de cellen zijn het microscopisch kleine organismen. De celwand is zeer resistent, waardoor ze in extreme omgevingen kunnen leven (zelfs in asteroïden in de ruimte, zonder bescherming van welke atmosfeer dan ook).

Hun dieet is ook heel verschillend, omdat ze profiteren van anorganische verbindingen zoals waterstof, koolstofdioxide of zwavel in plaats van zuurstof.

Prokaryote cellen (bacteriën)

Prokaryote cellen zijn de eenvoudigste van de drie soorten. Ze hebben alleen een celmembraan dat de binnenkant van de cel omringt. Binnenin kunnen we het genetische materiaal vinden dat in het cytoplasma is opgehangen, evenals enkele ribosomen (de organellen die energie genereren in de cel).

Prokaryote cellen zijn, ondanks dat ze van veel verschillende soorten zijn, allemaal geclassificeerd als bacteriën. Om zich effectiever aan de omgeving aan te passen, hebben veel van hen andere toevoegingen, zoals flagella om zich vrij te bewegen of een kleverige muur, de capsule, waardoor ze zich aan andere organismen kunnen hechten..

Eukaryote cellen

Eukaryote cellen zijn de meest complexe en grootste van de drie soorten. Ze verschillen van prokaryoten en archaea, voornamelijk omdat ze een kern hebben, waar ze DNA opslaan. Bovendien hebben ze verschillende soorten cellulaire organellen, waarmee ze verschillende soorten functies kunnen uitvoeren.

Eukaryotische cellen vormen de basis van al het complexe leven dat op aarde bestaat. Daarom bestuderen wetenschappers al tientallen jaren hun oorsprong en hebben ze de endosymbiotische theorie van celontwikkeling ontwikkeld..

Endosymbiotische theorie van celevolutie

Eukaryote cellen zijn veel meer ontwikkeld dan archaea of ​​bacteriën. Slechts een paar decennia geleden werd een bevredigende verklaring voor de opkomst ervan gevonden: de endosymbiotische theorie.

Deze theorie is gebaseerd op de overeenkomsten tussen de mitochondriën en de chloroplasten van eukaryote cellen met bacteriën, zowel in hun vorm als in hun functioneren..

Daarom stellen de wetenschappers die het verdedigen voor dat op een bepaald punt in de evolutie, een grote cel een bacterie opnam en begon te gebruiken om de energie te onttrekken die nodig was om te overleven en zich voort te planten..

De geabsorbeerde bacteriën, aan de andere kant, kregen grotere kansen om nageslacht te verlaten, evenals een grotere veiligheid door in een grotere cel te zitten. Daarom was er een symbiotische relatie; vandaar de naam van de theorie.

Na miljoenen jaren evolutie hebben mitochondriën en chloroplasten, die vroeger onafhankelijke bacteriën waren, zich gespecialiseerd. Daarom kunnen ze niet langer buiten de cel overleven.

Bewijzen van endosymbiotische theorie

In het dagelijks leven gebruiken we het woord 'theorie' om een ​​mening te beschrijven die niet op feiten is gebaseerd. In de wetenschappelijke wereld is een theorie echter een verklaring voor een fenomeen dat wordt bevestigd door experimenten en observatie.

De endosymbiotische theorie is geen uitzondering. Verschillende aanwijzingen doen ons denken dat dit de manier was waarop de dierlijke en plantaardige cellen tot stand kwamen. Sommige van deze bewijzen zijn de volgende:

  • Mitochondriën en chloroplasten hebben hun eigen DNA → Deze twee soorten organellen zijn de enigen die DNA in hun cytoplasma hebben, gescheiden van het belangrijkste DNA van de cel.
  • Beide organellen planten zich voort → Omdat ze hun eigen DNA hebben, kunnen chloroplasten en mitochondriën onafhankelijk van de cel repliceren en hun eigen divisie aansturen.
  • Ze hebben een celmembraan → In tegenstelling tot de rest van de organellen in de cel hebben zowel mitochondriën als chloroplasten een dubbel celmembraan dat hen van de rest scheidt. Dit type membraan is ook aanwezig in bacteriën.

referenties

  1. "Prokaryote cellen" in: Khan Academy. Teruggeplaatst 17 januari 2018 van Khan Academy: en.khanacademy.org.
  2. "Verschillen tussen eukaryotische en prokaryotische cellen" in: Verschil tussen. Opgehaald op: 17 januari 2018 Verschil tussen: diferencia-entre.com.
  3. "Van prokaryoten naar eukaryoten" in: Evolutie begrijpen. Opgehaald op: 17 januari 2018 vanuit Understanding Evolution: evolution.berkeley.edu.
  4. "De oorsprong en evolutie van cellen" in: NCBI. Opgedaan op: 17 januari 2018 van NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
  5. "The Evolution of the Cell" in: Learn Genetics. Opgehaald op: 17 januari 2018 van Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.