Titill: Dæmi um umræðuspurningar um kenninguna frá dreifkjörnungum til evkarýónga
Pendahuluan
Í líffræði er eitt af mikilvægustu umræðuefnunum þróun frá dreifkjörnungum til heilkjörnunga. Dreifkjörnungar eru einfrumungar sem skortir kjarna og himnubundnar frumulíffæri, eins og bakteríur og fornbakteríur. Heilkjörnungar eru hins vegar lífverur sem hafa frumur með kjarna og himnubundnar frumulíffæri, þar á meðal dýr, plöntur, sveppir og frumdýr. Þessi þróunarkenning er einn mikilvægasti atburðurinn í sögu lífsins á jörðinni.
Þekktasta kenningin sem útskýrir þessa umbreytingu er endosymbiosis-kenningin, sem Lynn Margulis setti fyrst fram árið 1967. Þessi kenning segir að heilkjörnungar hafi þróast úr samlífi milli nokkurra dreifkjörnunga. Í þessari grein verður fjallað um dæmi um vandamál og rætt um þessa kenningu, sem vonandi mun hjálpa til við að skilja frumuþróun.
Dæmi um spurningar og umræður
Spurning 1: Útskýrðu kenninguna um endosymbiósu og nefndu rök sem styðja þessa kenningu.
Umræða:
Kenningin um innri samlífi útskýrir að frumulíffæri eins og hvatberar og grænukorn í heilkjörnungum eru upprunnin í frjálsum dreifkjörnungum sem lifðu inni í forfeðra heilkjörnunga. Í upphafi fór loftháð dreifkjörnungafruma inn í aðra stærri dreifkjörnunga sem innri samlífisfruma. Með tímanum kom samlífið báðum aðilum til góða, þar sem hýsilfruman naut góðs af efnaskiptahæfni innri samlífisfrumans, en innri samlífisfruman fékk öruggt umhverfi og auðlindir. Að lokum þróaðist þetta innri samlífisfruma í frumulíffæri.
Sönnunargögn sem styðja kenninguna um endosymbiosis eru meðal annars:
1. Hvatberar og grænukorn hafa sitt eigið hringlaga DNA sem er svipað og bakteríu-DNA.
2. Báðar þessar frumulíffæri hafa tvær himnur, sem bendir til þess að annað himnulagið sé komið frá átblöðrum hýsilfrumunnar.
3. Hvatberar og grænukorn fjölga sér óháð frumunni með tvíkjarnaolíu, aðferð sem dreifkjörnungar nota.
4. Þyrpingafræðileg greining sýnir að gen í hvötfrumum og grænukornum eru líkari bakteríugenum en genum í kjarna heilkjörnunga.
Spurning 2: Gefðu dæmi um lífveru sem styður kenninguna um endosamhjálp.
Umræða:
Eitt dæmi um lífveru sem styður kenninguna um samlífi er Amoeba proteus og bakteríusamlífi hennar. Amoeba proteus er frumdýr úr heilkjörnungum sem getur myndað samlífi við bakteríur og þörunga. Þetta samband gerir okkur kleift að sjá snemmbúna mynd af samlífi.
Annað dæmi er Cyanophora paradoxa, frumvera af evkarýótískum uppruna sem býr yfir blágrænum frumefnum, ljóstillífandi frumulíffærum sem talið er að séu samlífisfrumur blágrænna baktería. Tilvist þessara lífvera bendir til samlífis sem hélt áfram að mynda grænukorn í öðrum ljóstillífandi lífverum.
Spurning 3: Hvernig er hægt að líta á hvatbera og grænukorn sem afleiðingu þróunar frá dreifkjörnungum?
Umræða:
Talið er að hvatberar og grænukorn hafi þróast frá dreifkjörnungum vegna áðurnefndra líktinda, svo sem nærveru hringlaga DNA og æxlunar með tvískiptingu. Ennfremur bendir erfðagreining til þess að grænukorn séu komin frá blágrænum bakteríum og hvatberar frá próteóbakteríum. Sameindagögn benda til þess að ákveðin gen í hvatberum og grænukornum séu mjög svipuð genum í ákveðnum bakteríum.
Þetta þróunarferli hefur líklega átt sér stað í nokkrum stigum, þar sem upphafsskrefið var dreifkjörnungalífvera sem lifði í umhverfi sem var ríkt af góðgerlum. Upptaka og varðveisla innri samlífisfrumna hafði ekki aðeins áhrif á efnaskipti heldur einnig á getu lífverunnar til að nýta mismunandi auðlindir, sem leiddi til verulegs þróunarforskots.
Spurning 4: Hverjir eru grundvallarmunirnir á dreifkjörnungum og heilkjörnungum frá sjónarhóli byggingarlegs og virknis?
Umræða:
Helstu munirnir á frumkjörnungum og heilkjörnungum eru meðal annars:
1. Kjarni: Heilkjörnungafrumur hafa raunverulegan kjarna sem er varinn af kjarnahimnu, en dreifkjörnungafrumur hafa ekki kjarna; DNA þeirra er staðsett í umfryminu á svæði sem kallast kjarnaefni.
2. Uppbygging DNA: DNA í dreifkjörnungum er hringlaga og einfalt, en DNA í heilkjörnungum er flóknara og línulegra með histónum sem mynda litningalínu.
3. Himnubundnar frumulíffæri: Heilkjörnungafrumur hafa ýmis himnubundin frumulíffæri, svo sem hvatbera, grænukorn, Golgi-kerfi og endoplasmic reticulum. Dreifkjörnungafrumur hafa ekki þessi frumulíffæri.
4. Frumustærð: Almennt eru heilkjörnungafrumur stærri en dreifkjörnungafrumur.
5. Frumuskipting: Dreifkjörnungafrumur skipta sér tvíkynja en heilkjörnungafrumur skipta sér í gegnum mítósu eða meiósu.
Niðurstaða
Umbreytingin frá dreifkjörnungum yfir í heilkjörnunga var mikilvægt skref í þróun lífs á jörðinni. Með kenningunni um endosymbiosis skiljum við hvernig dreifkjörnungar þróuðust í flóknar heilkjörnungafrumur, sem voru færar um að mynda flækjustig lífsins eins og við þekkjum það í dag. Að skilja ferlana og sönnunargögnin á bak við þessa kenningu hjálpar til við að útskýra fjölbreytileika og þróun lífvera á plánetunni okkar. Þess vegna mun rannsókn á spurningum um þessa kenningu auka skilning okkar á uppruna hinna ýmsu tegunda heims.
