ТЕОРИЈЕ ЕВОЛУЦИЈЕ ЋЕЛИЈА - БИОЛОГИЈА - 2026

У теорије еволуције ћелије су објашњења покушавају да разумеју како и када ћелије појавиле. Обично се односе на еукариотске ћелије, односно на оне које имају језгро раздвојено ћелијском мембраном, где садрже генетски материјал.

За разлику од прокариотских ћелија, које су једноставније и појавиле су се пре око 3,7 милијарди година на Земљи, еукариотске ћелије су много сложеније, веће и новијег изгледа.

Слика високе дефиниције једноцеличног организма. Преко Иоутубе-а.

Пошто су еукариотске ћелије основа већине живих бића, попут биљака и животиња, развијено је неколико теорија о њиховом пореклу и зашто су се појавиле.

Развој првих ћелија

Прве ћелије појавиле су се најмање 3,7 милијарди година, око 750 милиона година након формирања Земље. Иако не знамо сигурно како су се појавиле прве ћелије, тачно знамо како су се развијале.

Међутим, једна од најприхваћених теорија о формирању првих ћелија је следећа: с обзиром на атмосферске услове ране Земље, пражњење енергије може изазвати спонтани формирање органских молекула.

То су показали експерименти Станлеи Миллер из 1950-их, у којима је успео да створи органске молекуле из водоника, метана и амонијака.

Касније су формирани први сложени органски молекули (који се такође називају макромолекуле). У неком тренутку еволуције ових молекула, први који је способан да се реплицира појавио се користећи материјале из своје околине. Тада се први пут родила ћелија.

Ове прве ћелије у почетку су се могле слободно репродуковати, с обзиром на недостатак конкуренције за гориво које користе. Међутим, с обзиром на то да се њихов број знатно повећао (управо због овог недостатка конкуренције), ћелије су ускоро морале да постану софистицираније да би наставиле да се репродукују. Тако је започео процес еволуције.

Типови ћелија и њихов развој

Дуго година се веровало да постоје само две врсте ћелија, прокариотска (што дословно значи "без језгра") и сложенија и касније еукариотска. Међутим, у последња два века идентификоване су друге врсте ћелија које не одговарају карактеристикама ниједне друге две.

Ове ћелије су познате још од 90-их као "археје", што дословно значи "древне". На овај начин се данас користи систем класификације трију домена: Арцхаеа, Бакцтериа и Еуцариа.

Архее ћелије

Археје (познате и као Арцхаеа) су ћелије без језгра, врло сличне бактеријама, али са одређеним карактеристикама које су довеле до тога да их се сматра независним организмима.

Као и све остале ћелије, они су микроскопски организми. Њихов ћелијски зид је врло отпоран, што им омогућава да живе у екстремним окружењима (чак и на астероидима у свемиру, без заштите било које врсте атмосфере).

Њихова исхрана је такође веома различита, јер уместо кисеоника користе предност неорганских једињења као што су водоник, угљен-диоксид или сумпор.

Прокариотске ћелије (бактерије)

Прокариотске ћелије су најједноставније од три врсте. Имају само једну ћелијску мембрану која окружује унутрашњост ћелије. Унутра можемо пронаћи генетски материјал суспендован унутар цитоплазме, као и неке рибосоме (органеле који стварају енергију у ћелији).

Прокариотске ћелије, упркос многим врстама, класификоване су као бактерије. Да би се могли ефикасније прилагодити окружењу, многи од њих имају друге додатке, попут флагела да се могу слободно кретати или лепљивог зида, капсуле, која им омогућава да се лепе за друге организме.

Еукариотске ћелије

Еукариотске ћелије су најсложеније и највеће од три врсте. Од прокариота и археја се разликују по томе што имају језгро у којем чувају ДНК. Поред тога, имају неколико врста ћелијских органела, што им омогућава обављање различитих врста функција.

Еукариотске ћелије су основа целокупног сложеног живота који постоји на Земљи. Због тога су научници већ деценијама проучавали његово порекло и развили такозвану ендосимбиотску теорију развоја ћелије.

Ендосимбиотска теорија еволуције ћелија

Еукариотске ћелије су много развијеније од археје или бактерија. Пре само неколико деценија пронађено је задовољавајуће објашњење за његово настајање: ендосимбиотска теорија.

Ова теорија заснива се на сличности које митохондрије и хлоропласти еукариотских ћелија имају са бактеријама, и у облику и у функцији.

Стога, научници који га бране предлажу да је у неком тренутку еволуције велика ћелија апсорбовала бактерију и почела да је користи за добијање енергије потребне за опстанак и репродукцију.

У међувремену, апсорбоване бактерије стекле су већу вероватноћу да оставе потомство, као и већу сигурност боравком у већој ћелији. Стога се догодио симбиотски однос; отуда и име теорије.

Након милион година еволуције, митохондрије и хлоропласти, који су раније били независне бактерије, су се специјализовали. Због тога, више не могу да преживе изван ћелије.

Докази за ендосимбиотску теорију

У свакодневном језику користимо реч "теорија" да опишемо мишљење које се не заснива на чињеници. Међутим, у свету науке теорија је објашњење феномена потврђеног експериментима и опажањима.

Ендосимбиотска теорија није изузетак. Неколико трагова нас наводи да мислимо да су тако настале животињске и биљне ћелије. Неки од ових доказа су следећи:

• Митохондрије и хлоропласти имају своју ДНК → Ове две врсте органела су једине које имају ДНК унутар своје цитоплазме, одвојене од главне ДНК ћелије.
• Оба органела се размножавају самостално → Будући да имају сопствену ДНК, хлоропласти и митохондрије се могу копирати независно од ћелије и усмеравати сопствену поделу.
• Имају ћелијску мембрану → За разлику од осталих ћелија органела, и митохондрији и хлоропласти имају двоструку ћелијску мембрану која их одваја од осталих. Ова врста мембране је такође присутна у бактеријама.

Референце

1. "Прокариотске ћелије" у: Кхан Ацадеми. Преузето: 17. јануара 2018. са Кхан Академије: ес.кханацадеми.орг.
2. "Разлике између еукариотске и прокариотске ћелије" у: Разлика између. Преузето: 17. јануара 2018. из разлике између: разлика-ентре.цом.
3. "Од прокариота до еукариота" у: Разумевање еволуције. Преузето: 17. јануара 2018. из Ундерстандинг Еволутион: еволутион.беркелеи.еду.
4. "Порекло и еволуција ћелија" у: НЦБИ. Преузето: 17. јануара 2018. из НЦБИ: нцби.нлм.них.гов.
5. "Еволуција ћелије" у: Леарн Генетицс. Преузето: 17. јануара 2018. из Леарн Генетицс: леарн.генетицс.утах.еду.