ທິດສະດີຈາກ Prokaryotic ຫາ Eukaryotic: ວິວັດທະນາການຂອງຄວາມສັບສົນຂອງຈຸລັງ
Pendahuluan
ວິວັດທະນາການຂອງຊີວິດເທິງໂລກແມ່ນໜຶ່ງໃນຄວາມລຶກລັບທີ່ໜ້າສົນໃຈທີ່ສຸດທີ່ດຶງດູດນັກວິທະຍາສາດມາເປັນເວລາຫຼາຍສັດຕະວັດແລ້ວ. ສອງກຸ່ມຫຼັກຂອງສິ່ງມີຊີວິດຄື ໂປຣແຄຣິໂອດ ແລະ ຢູແຄຣິໂອດ ເປັນຕົວແທນໜຶ່ງໃນຂັ້ນຕອນວິວັດທະນາການທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດ. ໂປຣແຄຣິໂອດ ເຊິ່ງປະກອບມີເຊື້ອແບັກທີເຣຍ ແລະ ອາເຄຍ ແມ່ນສິ່ງມີຊີວິດທີ່ມີຈຸລັງດຽວທີ່ງ່າຍດາຍ ເຊິ່ງມີມາເປັນເວລາຫຼາຍພັນລ້ານປີແລ້ວ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຢູແຄຣິໂອດ — ເຊິ່ງປະກອບມີໂປຣຕິສ, ເຊື້ອເຫັດ, ພືດ ແລະ ສັດ — ມີຈຸລັງທີ່ມີໂຄງສ້າງທີ່ສັບສົນຫຼາຍກວ່າ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ວິທີການຫັນປ່ຽນຈາກຈຸລັງໂປຣແຄຣິໂອດງ່າຍໆໄປສູ່ຈຸລັງຢູແຄຣິໂອດທີ່ສັບສົນເກີດຂຶ້ນຍັງຄົງເປັນຫົວຂໍ້ຂອງການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ການໂຕ້ວາທີຢ່າງຮຸນແຮງ. ບົດຄວາມນີ້ຈະສຳຫຼວດທິດສະດີຫຼັກໆທີ່ອະທິບາຍເຖິງວິວັດທະນາການຈາກໂປຣແຄຣິໂອດໄປສູ່ຢູແຄຣິໂອດ.
ຕົ້ນກຳເນີດຂອງຊີວິດໃນຈຸລັງ
ຫຼາຍພັນລ້ານປີກ່ອນ, ໂລກເຄີຍເປັນສະຖານທີ່ທີ່ແຕກຕ່າງຈາກປັດຈຸບັນຫຼາຍ. ບັນຍາກາດຂອງມັນຂາດອົກຊີເຈນ, ແລະຊີວິດໃນຈຸລັງຍັງບໍ່ທັນມີຢູ່. ຊີວິດທຳອິດອາດຈະເກີດຂຶ້ນໃນຮູບແບບຂອງຈຸລັງໂປຣແຄຣິໂອດປະມານ 3,5 ຫາ 4 ຕື້ປີກ່ອນ. ໂປຣແຄຣິໂອດເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນບັນພະບຸລຸດຂອງຊີວິດທັງໝົດທີ່ຮູ້ຈັກໃນປະຈຸບັນ. ພວກມັນຈະເລີນເຕີບໂຕໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ໜ້າປະທັບໃຈ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການຫັນປ່ຽນຈາກສິ່ງມີຊີວິດໂປຣແຄຣິໂອດຈຸລັງດຽວທີ່ງ່າຍດາຍໄປສູ່ສິ່ງມີຊີວິດຢູແຄຣິໂອດທີ່ສັບສົນຫຼາຍຂຶ້ນຕ້ອງການການປ່ຽນແປງທີ່ສຳຄັນໃນໂຄງສ້າງແລະໜ້າທີ່ຂອງຈຸລັງ.
ສົມມຸດຕິຖານດ້ານເອນໂດຊິມບິໂອຊິດ
ໜຶ່ງໃນທິດສະດີທີ່ໄດ້ຮັບການຍອມຮັບຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດກ່ຽວກັບວິວັດທະນາການຂອງຈຸລັງ eukaryotic ແມ່ນສົມມຸດຕິຖານ endosymbiotic, ເຊິ່ງຖືກສະເໜີໂດຍນັກວິທະຍາສາດອາເມລິກາ Lynn Margulis ໃນປີ 1967. ອີງຕາມທິດສະດີນີ້, organelles ທີ່ສຳຄັນໃນຈຸລັງ eukaryotic, ເຊັ່ນ mitochondria ແລະ chloroplasts, ມີຕົ້ນກຳເນີດມາຈາກເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ prokaryotic ທີ່ມີຊີວິດຊີວາ ເຊິ່ງສ້າງຄວາມສຳພັນ symbiotic ກັບຈຸລັງ host ທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ ແລະ ຕົ້ນໆ.
1. ໄມໂທຄອນເດຣຍ: ເຊື່ອກັນວ່າບັນພະບຸລຸດຕົ້ນໆຂອງຈຸລັງຢູແຄຣີໂອດໄດ້ກິນເຊື້ອແບັກທີເຣຍແອໂຣບິກ, ເຊິ່ງສາມາດໃຊ້ອົກຊີເຈນເພື່ອຜະລິດພະລັງງານໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນໂດຍຜ່ານການຫາຍໃຈ. ແທນທີ່ຈະຍ່ອຍເຊື້ອແບັກທີເຣຍເຫຼົ່ານີ້, ຈຸລັງເຈົ້າພາບໄດ້ສ້າງສາຍພົວພັນທີ່ເປັນປະໂຫຍດເຊິ່ງກັນແລະກັນ. ເຊື້ອແບັກທີເຣຍແອໂຣບິກໄດ້ສະໜອງແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ຈຸລັງເຈົ້າພາບໄດ້ສະໜອງການປົກປ້ອງແລະສານອາຫານ. ເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ, ເຊື້ອແບັກທີເຣຍທີ່ປະສົມປະສານເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ພັດທະນາໄປສູ່ໄມໂທຄອນເດຣຍທີ່ທັນສະໄໝ.
2. ຄລໍໂຣພລາສ: ຂະບວນການທີ່ຄ້າຍຄືກັນນີ້ເກີດຂຶ້ນໃນຄລໍໂຣພລາສ ເຊິ່ງພົບໃນຈຸລັງພືດ ແລະ ສາຫຼ່າຍ. ເຊື່ອກັນວ່າຈຸລັງຢູຄາຣີໂອດດັ້ງເດີມໄດ້ກືນກິນເຊື້ອແບັກທີເຣຍທີ່ສັງເຄາະແສງ ເຊັ່ນ ໄຊຢາໂນແບັກທີເຣຍ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ເຈົ້າພາບຢູຄາຣີໂອດມີປະໂຫຍດໃນການສັງເຄາະແສງ ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ພວກມັນຜະລິດອາຫານຈາກແສງແດດ ແລະ ໃນທີ່ສຸດກໍ່ພັດທະນາໄປເປັນຄລໍໂຣພລາສ.
ຫຼັກຖານສຳລັບສົມມຸດຕິຖານນີ້ປະກອບມີຄວາມຄ້າຍຄືກັນລະຫວ່າງໄມໂທຄອນເດຣຍ ແລະ ຄລໍໂຣພລາສ ແລະ ເຊື້ອແບັກທີເຣຍ, ເຊັ່ນ: ການມີ DNA ຮູບວົງມົນ, ໄຣໂບໂຊມທີ່ຄ້າຍຄືກັບໄຣໂບໂຊມຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣຍ, ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການແບ່ງຕົວເປັນອິດສະຫຼະພາຍໃນຈຸລັງ.
ການຫັນປ່ຽນທາງໂຄງສ້າງ ແລະ ໜ້າທີ່
ການຫັນປ່ຽນຈາກໂປຣແຄຣິໂອດໄປສູ່ຢູແຄຣິໂອດບໍ່ພຽງແຕ່ກ່ຽວກັບການໄດ້ມາຂອງໄມໂທຄອນເດຣຍ ແລະ ຄລໍໂຣພລາສເທົ່ານັ້ນ. ມັນຍັງກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນແປງທາງດ້ານໂຄງສ້າງ ແລະ ໜ້າທີ່ອື່ນໆອີກຫຼາຍຢ່າງ, ລວມທັງ:
- ການສ້າງເຍື່ອຫຸ້ມນິວເຄຼຍ: ໜຶ່ງໃນຈຸດເດັ່ນຂອງຈຸລັງຢູແຄຣີໂອດແມ່ນການມີນິວເຄຼຍສທີ່ຫຸ້ມ DNA ຂອງມັນໄວ້ພາຍໃນເຍື່ອຫຸ້ມນິວເຄຼຍ. ສົມມຸດຕິຖານທີ່ພົບເລື້ອຍທີ່ສຸດຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າເຍື່ອຫຸ້ມນິວເຄຼຍໄດ້ວິວັດທະນາການຜ່ານການບຸກລຸກຂອງເຍື່ອຫຸ້ມຈຸລັງໃນໂປຣແຄຣີໂອດຕົ້ນໆ, ປົກປ້ອງວັດສະດຸພັນທຸກໍາ ແລະ ຄວບຄຸມການສະແດງອອກຂອງ gene.
- ອຸປະກອນທາງພັນທຸກໍາທີ່ສັບສົນຫຼາຍກວ່າ: ຢູແຄຣິໂອດສະແດງໃຫ້ເຫັນ DNA ທີ່ຍາວກວ່າ ແລະ ສັບສົນຫຼາຍກວ່າໂປຣແຄຣິໂອດ, ເຊິ່ງຈັດລຽງເປັນໂຄໂມໂຊມເສັ້ນຊື່. ປັດໄຈການຖອດລະຫັດ ແລະ RNA ທີ່ສັບສົນກວ່າສຳລັບການຄວບຄຸມພັນທຸກໍາຍັງໄດ້ພັດທະນາຂຶ້ນ.
- ລະບົບໂຄງກະດູກ: ຢູແຄຣິໂອດພັດທະນາໂຄງສ້າງໂຄງກະດູກທີ່ສັບສົນ, ຊ່ວຍໃຫ້ຈຸລັງຮັກສາຮູບຮ່າງຂອງມັນ, ເຄື່ອນຍ້າຍວັດສະດຸພາຍໃນຈຸລັງ, ແລະແມ້ກະທັ້ງໃຊ້ flagella ແລະ cilia ເພື່ອການເຄື່ອນໄຫວ.
- ການເພີ່ມອໍແກນິກເນລອື່ນໆ: ອໍແກນິກເນລອື່ນໆຫຼາກຫຼາຍຊະນິດ, ເຊັ່ນ: ເຣຕິຄູລຳເອນໂດພລາສມິກ, ອຸປະກອນໂກລຈິ, ແລະ ໄລໂຊໂຊມ, ພັດທະນາຂຶ້ນເພື່ອຈັດການກັບການປຸງແຕ່ງ ແລະ ການຂົນສົ່ງໂປຣຕີນ ແລະ ການເຜົາຜານອາຫານຂອງຈຸລັງທີ່ກ້າວໜ້າກວ່າ.
ບົດບາດຂອງ Symbiosis ໃນວິວັດທະນາການ
ການຢູ່ຮ່ວມກັນແບບ Symbiosis, ເຊິ່ງເປັນສາຍພົວພັນທາງດ້ານນິເວດວິທະຍາລະຫວ່າງສອງຊະນິດທີ່ອາໄສຢູ່ໃກ້ຊິດກັນ, ມີບົດບາດສຳຄັນໃນວິວັດທະນາການຂອງຄວາມຊັບຊ້ອນຂອງເຊວ. ພາຍໃນຂອບຂອງວິວັດທະນາການຈາກ prokaryotes ໄປສູ່ eukaryotes, ການຢູ່ຮ່ວມກັນແບບ Symbiosis ບໍ່ພຽງແຕ່ໃຫ້ຜົນປະໂຫຍດໃນການປັບຕົວເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງໄດ້ປູທາງໃຫ້ແກ່ນະວັດຕະກໍາການເຜົາຜານອາຫານຕື່ມອີກ ແລະ ຄວາມຫຼາກຫຼາຍທາງດ້ານວິວັດທະນາການຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ການຮ່ວມມືແບບ Symbiosis ບໍ່ໄດ້ຢຸດຢູ່ໃນລະດັບ organelle; ພວກມັນສາມາດອໍານວຍຄວາມສະດວກໃຫ້ແກ່ວິວັດທະນາການຂອງຊຸມຊົນທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ, ຂັບເຄື່ອນຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງຊີວິດທີ່ເຫັນໃນລະບົບນິເວດໃນປະຈຸບັນ.
ສິ່ງທ້າທາຍ ແລະ ຄຳຖາມທີ່ເປີດຢູ່
ເຖິງແມ່ນວ່າສົມມຸດຕິຖານ endosymbiosis ໄດ້ຮັບການຍອມຮັບຢ່າງກວ້າງຂວາງ, ແຕ່ຍັງມີຫຼາຍສິ່ງທ້າທາຍ ແລະ ຄຳຖາມທີ່ຍັງບໍ່ໄດ້ຮັບຄຳຕອບ, ເຊັ່ນວ່າ:
- ກົນໄກສະເພາະ: ຍັງບໍ່ທັນເຂົ້າໃຈຢ່າງຄົບຖ້ວນວ່າຂະບວນການດູດຊຶມທີ່ປະສົບຜົນສຳເລັດ ແລະ ສະຖຽນລະພາບໃນໄລຍະຍາວຂອງການຢູ່ຮ່ວມກັນເກີດຂຶ້ນແນວໃດ.
- ຕົ້ນກຳເນີດຂອງອໍແກນິກອື່ນໆ: ໃນຂະນະທີ່ໄມໂທຄອນເດຣຍ ແລະ ຄລໍໂຣພລາສ ຖືກສະເໜີໃຫ້ມີຕົ້ນກຳເນີດມາຈາກເຊື້ອແບັກທີເຣຍບູຮານ, ຕົ້ນກຳເນີດຂອງອໍແກນິກອື່ນໆໃນຈຸລັງຢູຄາຣີໂອດຍັງຄົງບໍ່ໄດ້ຖືກກຳນົດແຜນທີ່ຢ່າງຄົບຖ້ວນ.
- ຫຼັກຖານຟອດຊິວ: ຟອດຊິວບໍ່ໄດ້ສະແດງລາຍລະອຽດຂອງການຫັນປ່ຽນເທື່ອລະຂັ້ນຕອນຈາກຈຸລັງໂປຣແຄຣິໂອດໄປສູ່ຈຸລັງຢູແຄຣິໂອດ, ສະນັ້ນການວິເຄາະທາງພັນທຸກໍາ ແລະ ຊີວະວິທະຍາຍັງຄົງເປັນຫຼັກຖານຫຼັກ.
Penutup
ການຫັນປ່ຽນຈາກຈຸລັງໂປຣແຄຣີໂອດໄປສູ່ຈຸລັງຢູແຄຣີໂອດແມ່ນໜຶ່ງໃນບາດກ້າວທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດໃນປະຫວັດສາດຂອງຊີວິດໃນໂລກ. ໃນຂະນະທີ່ຄວາມສັບສົນຂອງວິວັດທະນາການຂອງຈຸລັງຍັງຕ້ອງການການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງກວ້າງຂວາງ, ທິດສະດີຕ່າງໆເຊັ່ນ: ເອນໂດຊິມບິໂອຊິດ ໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ສຳຄັນກ່ຽວກັບການເຄື່ອນໄຫວຂອງຈຸລັງທີ່ເຮັດໃຫ້ຊີວິດສາມາດວິວັດທະນາການຕໍ່ໄປໄດ້. ດ້ວຍຄວາມກ້າວໜ້າໃນຊີວະວິທະຍາໂມເລກຸນ ແລະ ພັນທຸກຳ, ພວກເຮົາກ້າວເຂົ້າໃກ້ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ເລິກເຊິ່ງກວ່າເກົ່າກ່ຽວກັບວິທີທີ່ຊີວິດທີ່ສັບສົນນີ້ວິວັດທະນາການ. ການສືບສວນການຫັນປ່ຽນນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບຊີວະວິທະຍາພື້ນຖານເລິກເຊິ່ງຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງເຮັດໃຫ້ຊີວິດປັບຕົວ ແລະ ຈະເລີນເຕີບໂຕໄດ້ແນວໃດໃນການປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມທີ່ປ່ຽນແປງຢູ່ສະເໝີ.
