Skip to main content
Global

23.1A: אוקריוטים מוקדמים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    210622

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מטרות למידה
    • דון במקורות האיקריוטים במונחים של קו הזמן הגיאולוגי

    מקורות האוקריוטים

    בני אדם הכירו אורגניזמים מקרוסקופיים (אורגניזמים גדולים מספיק כדי לראות בעין ללא עזרה) עוד לפני שהייתה היסטוריה כתובה. סביר להניח שרוב התרבויות הבדילו בין בעלי חיים לצמחי יבשה, אך ככל הנראה כללו את הפטריות המקרוסקופיות כצמחים. לכן, זה הפך לאתגר מעניין להתמודד עם עולם המיקרואורגניזמים ברגע שפותחו מיקרוסקופים לפני כמה מאות שנים. תוכניות שמות רבות ושונות שימשו במהלך המאות האחרונות, אך זה הפך לנוהג הנפוץ ביותר להתייחס לאיקריוטים שאינם צמחי אדמה, בעלי חיים או פטריות כפרוטיסטים.

    רוב הפרוטיסטים הם אורגניזמים מיקרוסקופיים, חד-תאיים הנמצאים בשפע בסביבות אדמה, מים מתוקים, מליחים וימיים. הם נפוצים גם בדרכי העיכול של בעלי חיים וברקמות כלי הדם של הצמחים. אחרים פולשים לתאים של פרוטיסטים, בעלי חיים וצמחים אחרים. לא כל הפרוטיסטים הם מיקרוסקופיים. לחלקם יש תאים ענקיים ומאקרוסקופיים, כמו פלסמודיה (אמבות ענקיות) של תבניות רפש מיקסומיצט או האצה הירוקה הימית Caulerpa, שיכולה להיות בעלת תאים בודדים שיכולים להיות בגודל של כמה מטרים. חלק מהפרוטיסטים הם רב-תאיים, כמו האצות האדומות, הירוקות והחומות. בין הפרוטיסטים מוצאים את שפע הדרכים שבהן אורגניזמים יכולים לצמוח. הם בין האורגניזמים הראשונים שהתפתחו עם עליית האוקריוטים.

    אוקריוטים במסגרת זמן גיאולוגית

    העדות המאובנת העתיקה ביותר לאאוקריוטים, תאים בגודל 10 מיקרומטר ומעלה, היא בת כ-2 מיליארד שנה. נראה כי כל המאובנים המבוגרים מזה הם פרוקריוטים. סביר להניח שהאוקריוטים של ימינו הם צאצאים מאב קדמון שהיה לו ארגון תאי פרוקריוטי. לאב הקדמון המשותף האחרון (LCA) של Eukarya של ימינו היו כמה מאפיינים שכללו: תאים עם גרעינים שהתחלקו באופן מיטוטי והכילו כרומוזומים ליניאריים שבהם ה- DNA נקשר להיסטונים; מערכת שלד ואנדוממברנה; והיכולת ליצור ריסים/דגלים לפחות בחלק ממחזור חייו. ה- LCA היה אירובי מכיוון שהיו לו מיטוכונדריה שהיו תוצאה של אלפא-פרוטובקטריה אירובית שחיה בתוך תא מארח. אם למארח זה היה גרעין בזמן הסימביוזה הראשונית עדיין לא ידוע. ל- LCA אולי היה דופן תא לפחות חלק ממחזור חייו, אך יש צורך בנתונים נוספים כדי לאשר השערה זו. האיקריוטים של ימינו מגוונים מאוד בצורותיהם, בארגון, במחזורי החיים ובמספר התאים לאדם.

    בעוד שהאטמוספירה של היום היא כחמישית חמצן מולקולרי (O 2), עדויות גיאולוגיות מראות כי במקור היה חסר O 2. ללא חמצן, נשימה אירובית לא הייתה צפויה; יצורים חיים היו מסתמכים על תסיסה במקום זאת. בשלב מסוים לפני כ -3.5 מיליארד שנים, כמה פרוקריוטים פיתחו את היכולת לפוטוסינתזה. ציאנובקטריה השתמשה במים כמקור מימן ושחררה את O 2 כתוצר פסולת. במקור, סביבות עשירות בחמצן היו כנראה ממוקמות סביב מקומות שבהם ציאנובקטריה הייתה פעילה, אך לפני כ -2 מיליארד שנה, עדויות גיאולוגיות מראות כי חמצן הצטבר לריכוזים גבוהים יותר באטמוספירה. רמות החמצן הדומות לרמות של ימינו עלו רק במהלך 700 מיליון השנים האחרונות. נזכיר כי המאובנים הראשונים שלדעתנו הם אוקריוטים מתוארכים לגיל של כ -2 מיליארד שנה, ולכן הם הופיעו ככל שרמות החמצן עלו.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): זנים פרוטיסטים: פרוטיסטים נעים בין המיקרוסקופי, החד-תאי (א) Acanthocystis turfacea ו- (ב) ciliate Tetrahymena thermophila, שניהם מדמיינים כאן באמצעות מיקרוסקופ אור, ועד לאצות העצומות והרב-תאיות (ג) האצות (Chromalveolata) המשתרעות לאורך מאות מטרים ביערות מתחת למים. "

    נקודות מפתח

    • בקו זמן גיאולוגי, פרוטיסטים הם בין האורגניזמים הראשונים שהתפתחו לאחר פרוקריוטים.
    • האיקריוטים של ימינו התפתחו מאב קדמון משותף עם התכונות הבאות: גרעין שהתחלק באמצעות מיטוזה, DNA הקשור להיסטונים, שלד ציטוס ומערכת אנדוממברנה, היכולת ליצור ריסים/דגלים.
    • הפרוטיסטים משתנים מאוד בגודלם, מתאים בודדים בגודל של כ-10 מיקרומטר ועד אצות רב-תאיות הנראות בעין בלתי מזוינת.

    מונחי מפתח

    • ציאנובקטריה: מיקרואורגניזמים פרוקריוטים פוטוסינתטיים, של פילום ציאנובקטריה, שפעם היה ידוע בשם אצות כחולות-ירוקות
    • אירובי: חי או מתרחש רק בנוכחות חמצן
    • אנדוממברנה: כל המרכיבים הממברניים בתוך תא אוקריוטי, כולל המעטפת הגרעינית, הרשת האנדופלסטית ומנגנון גולגי