Эволюция органического мира - Учебное пособие (Воронцов Н.Н.)

Эукариоты. происхождение эукариотической клетки

Надцарство эукариот. Все остальные организмы относятся к надцарству ядерных, или эукариот. Строение клетки эукариот было описано выше (см. рис. 1).

Основные признаки эукариот:

— клетка разделена на цитоплазму и ядро;

— большая часть ДНК сосредоточена в ядре. Именно ядерная ДНК отвечает за большую часть процессов жизнедеятельности клетки и за передачу наследственности дочерним клеткам;

— ядерная ДНК расчленена на несколько нитей, не замкнутых в кольцо;

— эти нити линейно вытянуты внутри хромосом, отчетливо видных в процессе митоза;

— всегда есть митохондрии (у зеленых растений есть еще и пластиды);

— есть митоз;

— свойствен половой процесс;

— перекомбинация наследственного материала обеспечивает­ся мейозом и половым процессом;

— образуются гаметы;

— есть настоящие жгутики;

— характерны пищеварительные вакуоли;

— не способны к фиксации свободного азота.

Эукариоты делятся на три царства: растений, грибов, жи­вотных.

С им биогенетическое происхождение клетки эукариот. Еще в начале XX в. русские ботаники А. С- Фаминцин и К. С. Мереж­ковский выдвинули гипотезу о том, что клетка зеленых растений (эукариот) получила пластиды в результате симбиоза бесхлоро-филльной клетки с клетками сине-зеленых. Эта гипотеза симбио-генетического происхождения клетки эукариот вновь привлекла внимание в середине XX в. Помимо ядерной ДНК небольшое ее количество в клетке эукариот обнаружено в митохондриях, пластидах, центриолях, в основании жгутиков.

Электронно-микроскопическое сравнение строения жгутиков и центриолей говорит о несомненности их родства. В основе этих органелл всегда находится одиннадцать трубочек, девять из которых расположены по окружности и две лежат в центре. Установлено, что внеядерная ДНК жгутиков и центриолей спо­собна самостоятельно редуплицироваться. Оказалось, что ДНК митохондрии, пластид, по-видимому, и жгутиков, а также центрио­лей имеет нитчатую структуру, связанную в кольцо, как у ти­пичных прокариот. Все эти факты позволили в конце 60-х годов вновь вернуться к гипотезе симбиогенетического происхождения клетки эукариот.

Названную гипотезу разработала американская исследова-

125

тельница Л. Маргулис. Согласно этой гипотезе первичная клетка крупной прокариотической бактерии, вступив в симбиоз с клет­ками сине-зеленых, приобрела пластиды. Симбиоз с гетеротроф­ными прокариотическими клетками привел к их преобразованию в митохондрии. Симбиоз со сп и рохетоп сдобными бактериями мог привести к возникновению жгутиков, с одной стороны, и к транс­формации части этих спирохетоподобных клеток в центриоли — с другой. Биохимические, генетические, электронно-микроскопи­ческие данные последних лет делают гипотезу Л. Маргулис все более обоснованной. Правда, пока эта гипотеза не объясняет возникновение настоящего ядра эукариот, что могло произойти вследствие усложнения ядерного материала. Во всяком случае, двойственная природа ДНК ядра и ДНК цитоплазм атических органелл и удивительное сходство последней с ДНК прокариот свидетельствует о том, что симбиоз сыграл выдающуюся роль в возникновении клетки эукариот.

ПРОВЕРЬТЕ СЕБЯ

1. В какие империи и царства объединяет современная систе­матика живые организмы?

2. Чем отличаются вирусы от всех других организмов?

3. Что вам известно о происхождении вирусов и их роли в эволюции живых организмов?

4. В чем различие в строении и функциях клеток прокариот и эукариот?

5. В чем сущность гипотезы симбиотического происхождения клетки эукариот?