„O Původu Mitosing Buňky“ Lynn Sagan se objevil v Březnu 1967 vydání theJournal Teoretické Biologie. V době, kdy byl článek publikován, Lynn Saganse rozvedl s astronomem Carlem Saganem, ale zachoval si své příjmení. Později, znovu se provdala a změnila své jméno na Lynn Margulis, a jako takový bude v tomto článku označován. Ve svém článku 1967 Margulis vyvíjí teorii původu komplexních buněk, které mají uzavřená jádra, nazývaná eukaryotické buňky. Ona navrhuje, že tři organely: mitochondrie, plastidy, a basalbodies, které jsou všechny části eukaryotických buněk, byly kdysi volně žijící buňky, které tookresidence uvnitř primitivní eukaryotické buňky. Tento proces Margulis nazývá endosymbióza. Margulisova teorie vysvětlila původ eukaryotních buněk, které jsou základním typem buněk většiny mnohobuněčných organismů a tvoří základ embryogeneze. Pooplodnění se embrya vyvíjejí z jediné eukaryotické buňky, která se dělí mitózou.
Když časopis Journal of Theoretical Biology publikoval svůj článek v roce 1967, Margulis byla aprofesorkou na Bostonské univerzitě v Bostonu v Massachusetts. Margulisnezávisle navrhoval myšlenky podobné těm, které navrhli biologové na konci devatenáctého apočátkem dvacátého století. Na konci devatenáctého století, několik výzkumníků advancedtheories podobná symbióza, z nichž dva byli Richard Altmann z Lipsko, Německo, a Peter Kropotkinwho byl vyhoštěn z Ruska ažít v Anglii. Na začátku dvacátého století, vědci jako BorisKozo-Polyansky v Rusku a Ivan Wallin, profesor na University of Colorado inBoulder, Colorado, rovněž navrhla teorie podobná endosymbiosis.
tito dřívější biologové se domnívali, že mitochondrie produkující energii a fotosyntetizující plastidy řas a rostlin jsou výsledkem symbiotického vztahu mezi různými typy volně žijících buněk. Kromě toho několik vědců také předpokládalo, že subbuněčné organely obsahovaly dědičné informace podobné těm, které se nacházejí vjader. Když však dřívější biologové předkládali teorie symbiózy, získali technologické zdroje, aby je otestovali. Když Margulis navrhl její teorie,důkazy o symbiózu teorie byla k dispozici od mikroskop studium buněk, elektronová mikroskopie, genetika, andmolecular biologie. Takové důkazy umožnily Margulisovi podpořit její teorie experimentálními daty.
„O původu Mitózních buněk“ má čtyři hlavní části: „Úvod,“ následuje sekce s názvem, „Hypotetický Původ Eukaryotických Buněk“, ve kterém Margulis představuje teorie o původu eukaryotické buňky; „Důkazy z Literatury,“ ve kterém ona recenze literatury, která podporuje jeho sekvence původ eukaryotických buněk; a „Některé Předpovědi,“ ve kterém ona představuje experimentální důkazy, které podporují předpovědi učiněné na základě její teorie.
v „úvodu“ Margulis uvádí, že všechny Volně žijící organismy jsou tvořeny buňkami. Onapopisuje rozdíly mezi eukaryotickými buňkami, které mají odlišná jádra, a prokaryotickými buňkami, které postrádají odlišná jádra. Vědci si těchto rozdílů nevšimli až do šedesátých let, krátce předtím, než Margulis zveřejnila svůj příspěvek. Margulis se zaměřuje na tři dílčí cellularorganelles eukaryotické buňky, mitochondrie, chloroplasty, a (9+2) bazální těla, whichshe tvrdí, byly kdysi volně žijící prokaryotické buňky. (9+2) bazální těla jsou organely našel na základně eukaryotické bič-jako struktury, jako jsou bičíku spermií.
Margulis začíná svou argumentaci oddílem s názvem „hypotetický původ eukaryotických buněk“, který má více podsekcí. Popisuje stav prokaryotických buněk dvapřed miliardami let, před akumulací volného kyslíku v atmosféře. V té době,prokaryotické buňky obsahuje DNA, jsou syntetizovány proteiny na konstrukce z RNA, calledribosomes, a používají messenger RNA (mRNA), které pomáhají budovat tyto proteiny od DNA. S kyslíkem se hromadí v atmosféře, prokaryotické buňky vyvinuté nukleotidové sekvence, nebo geny, které kódují moleculesthat může vázat s kovy a kyslík, tzv. porfyriny. Tato mutace poskytla ochranuvýhodou škodlivých účinků oxidace. Margulis vysvětlil, že tyto buňky evolvedto obsahovat mechanismy, které používají kyslík k produkci molekuly, která ukládá energii v buňkách,adenosin-5′-trifosfátu (ATP), a jiné nukleotidy, které používá solární energie, která thechlorophyll-jako porfyriny vstřebává a používá k výrobě složitých cukrů. Naproti tomu víceprimitivní buňky, nazývané heterotrofy, fermentovaly ATP z jednoduchých cukrů.Některé porfyriny navíc používaly kyslík k uvolňování a ukládání ATP v nepřítomnosti světla, aprocesu nazývaného aerobní dýchání.
dále Margulis diskutuje o tom, jak se eukaryotické buňky vyvinuly z prokaryotických buněk viaendosymbiózy. Margulis naznačuje, že vznik eukaryot byl reakcí na novou atmosféru obsahující kyslík. Z geologických důkazů se kyslík v atmosféře objevil již před 2,7 miliardami let, atmosféra však byla bohatá na kyslík 1,2 miliardy let. Margulis tvrdí, že k přežití a reprodukci se buňky musely přizpůsobit prostředí oxygenrich nebo najít specializované prostředí, které postrádá kyslík. Navrhuje eukaryotesoriginated, když anaerobní heterotroph žijící na organické hmotě požil aerobní mikrob.Požitý mikrob se stal povinným a vyústil v, jak to Margulis nazývá, první aerobní organismus. Margulis hypotézu, že některé z těchto améboidní organismů požití motileprokaryotes (bičíkovci), který se stal symbiotické s jejich hostitel, a tak klasické mitózy se vyvinul.Mitóza je proces, při kterém non-reprodukční buňka se dělí na dvě geneticky identicalcells, tak kolem všechny své genetické informace do dvou dceřiných buněk.
Margulis další zmínky, evoluce mitózy v prvoci a hypotézu, že motilespiral tvarované bakterie byl jeden z prokaryot požito velké amoeboids, a to theamoeboids stal hostí na pohyblivých parazitů. Améboidy těží z této endosybmiontrelace, protože motilita parazita dala hostiteli schopnost pronásledovatpotraviny před vývojem mitózy. Margulis pak navrhuje, že endosymbiont geny, které dávají riseto (9+2) spodku, se vyvíjela po generace tvoří chromosomalcentromeres, struktury, které spojují dohromady jednotlivé chromatidy od zdvojených chromozomů. Tvrdí také, že endosymbiotické geny přispěly k malým centriolám, které usnadňujíbuněčné mitózy u zvířat. Margulishypotézoval, že pohyblivý prokaryotický parazit byl předkem bičíku nalezeného v pozdějších eukaryotických buňkách.
Margulis další dvě témata v první části své práce. První,že obnoví kroky ve vývoji centromery, centriol, a (9+2) flagellabasal těla z kroků, pro které našla podporu v dalších publikacích. Poté diskutuje o vývoji eukaryotických rostlin, proces, který připisuje symbiotickým vztahům mezi prvoky a proprokaryotickými řasami. Margulis tvrdí, že proces mitózy trval miliony letevolve, a ona tvrdí, že proces se vyvinul miliony let po vývojifotosyntéza. Margulis pak tvrdí, že její hypotéza o původu eukaryot isinconsistent s teorií, že eukaryotické rostlinné buňky vyvinuly první fotosyntézy, což eliminuje kyslíku z rostlin, a tak strukturovaná, že proces na membránu vázané plastidy. Místo toho, Margulisproposes, že rostliny získané fotosyntetizující plastidy přes více symbiotické relationshipsthat došlo v průběhu času, z nichž každá vedla k endosymbiosis.
v další části své práce „Evidence from the Literature“ Margulis podporuje její teorii tím, že diskutuje o publikacích na toto téma až do roku 1967. Margulis se domnívá, že čím více vlastností dva organismy sdílejí, tím těsněji jsou tyto organismy příbuzné. Říká, že hypotéza platí pro některé organismy, ale ne pro jednobuněčné mikroby.Margulis uznává, že měla nedostatečné údaje na podporu tohoto tvrzení, ale tvrdí, že nedávné studie Molekulární biologie potvrzují její teorii. Margulis pak navrhuje použít metody z molekulární biologie k řešení problémů v taxonomii. Dále navrhuje fotosyntézurozhoduje se odděleně v několika různých organismech. Pak, Margulis přezkoumává obecné propertiesof symbióze, a ona říká, že původ eukaryotických buněk naznačuje, že větší cellsacquired mitochondrií, genom (9+2) komplexní bičík, a photosyntheticplastids tím, endosymbiosis.
Margulis uvádí, želiteratura uvádí šest obecných kritérií pro organely odvozené endosymbiózou. Ona se vztahuje thesecriteria na tři organely, mitochondrie, plastidy, a bazální těla, a že dospěl, že by se vyvíjely endosymbiosis, ale že eukaryotické buněčné jádro nemohl.Ve zbývajících částech svého literárního přehledu se Margulis soustředí na původprokaryotických buněk, které se podle ní vyvinuly do organel eukaryotických buněk. Margulispopisuje vývoj fotosyntézy v buňkách, akumulaci kyslíku v atmosféře avývoj aerobních buněk. Poté diskutuje o výzkumu toho, jak se mitochondrie samy replikují, a obsahuje tabulku se seznamem mechanismů, kterými eukaryotické buňky během mitózy a jejich životních cyklů zachovávají mitochondrie a chloroplasty.
Margulis uzavírá třetí a poslední část příspěvku, “ některé předpovědi.“Onanavrhuje, že některé klasifikace uvedené ve fylogenetickém stromu předložené předchozímivědci byli pravděpodobně omylem. Ale pokud její hypotéza o původu tříorganely jsou správné, měla by být také její klasifikace všech eukaryot. Nicméně, Margulispredicts, že pokud se tyto tři organely—mitochondrie, plastidy, a bazální těla—udělal originateas volně žijících mikrobů, pak nové technologie by poskytnout výzkumníkům toolsrequired růst těchto organel in vitro. Mitochondrie a chloroplasty nemohou růst venkubuňky, protože ztratily příliš mnoho genů, aby mohly znovu žít svobodně.Margulis dochází k závěru, že všechny eukaryotické buňky musí být považovány za multigenomové systémy. Říká, že evoluce mitózy v primitivních eukaryotických buňkách umožňovalaženy přecházet nezávisle z jedné generace na druhou.
Margulis předložil „o původu Mitózních buněk“ nejméně patnácti časopisům, než byl přijat a publikován v červnu 1967. Později rozšířila teorii endosymbiózy v abook s názvem, původ eukaryotických buněk, publikoval v roce 1970. V roce 1981 vydala Margulis revidované vydání s názvem symbióza v buněčné evoluci, které zahrnovalo molekulární data na podporu jejích zjištění. V roce 1993 vydala další vydánísymbióza v buněčné evoluci tvrdí, že rozdíl mezi prokaryoty aeukaryoty je nejvýznamnějším rozdělením v biologii.
před 1990, Margulis teorie o původu eukaryot ovlivnil mnoho vědců. In2011, John M. Archibald, profesor a výzkumný pracovník atDalhousie Univerzity, v Nova Scotia, Kanada, řekl, že Margulis‘ Původ EukaryoticCells ovlivnil vědci přijmout proces endosymbiosis v evoluci buňky.
zdroje
- Altmann, Richard. Die Elementarorganismen und ihre Beziehungen zu den Zellen. . Lipsko: Veit, 1894. https://play.google.com/books/reader?printsec=frontcover&output=reader&id=D88aT1Y76uQC&pg=GBS.PP7 (přístup k 11. dubnu 2014).
- Archibald, John M. “ původ eukaryotických buněk: 40 let.“Symbióza 54 (2011): 69-86.
- Gray, Michael W. A W. Ford Doolittle. „Byla prokázána hypotéza Endosymbiontu?“Mikrobiologické Recenze (1982): 1-42. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC373208/ (přístup k 11. dubnu 2014).
- Kozo-Poljansky, Boris m. Novyi printzip biologii. Ocherk teorii simbiogeneza. Moskva: Puchina, 1924. Přeložil Victor Fet jako symbiogeneze: nový princip evoluce. EDA. Victor Fet a Lynn Margulis. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2010.
- Kropotkin, Peter a. “ vzájemná pomoc: faktor evoluce.“New York: McClure Philips and Co. , 1902.
- Lane, Nicku. Síla, Sex a sebevražda: mitochondrie a smysl života. New York: Oxford University Press, 2005.
- Margulis, Lynn. 1970. Původ eukaryotických buněk;důkazy a výzkumné důsledky pro ateorii původu a vývoje mikrobiálních, rostlin, a živočišné buňky na Prekambrianearth. New Haven: Yale University Press.
- Margulis, Lynn. Symbióza v buněčné evoluci: život a jeho prostředí na rané zemi.San Francisco: W. H. Freeman, 1981.
- Margulis, Lynn. Symbióza v buněčné evoluci: Mikrobiální komunity v Archeanu aproterozoické věky. 2.vydání. New York: Freeman, 1993
- Margulis, Lynn. „Symbiogeneze. Nový princip evoluce znovuobjevení Boris Michajlovič Kozo-Polyansky (1890-1957).“Paleontologický Časopis 44 (2010): 1525-39.
- Sagan, Lynn. „O původu Mitózních buněk.“Journal of Theoretical Biology 14 (1967):225-74.
- Wallin, Ivan Emmanuel. Symbiontismus a Původ druhů. Baltimore: Williams a Wilkins, 1927. http://dx.doi.org/10.5962/bhl.title.11429 (přístup 11. Dubna 2014).
- Weber, Bruce. „Lynn Margulis, teoretička evoluce, umírá v 73 letech.“New York Times, November24, 2011, sekce Věda, New York Times.com. http://www.nytimes.com/2011/11/25/science/lynn-margulis-trailblazing-theorist-on-evolution-dies-at-73.html?_r=1& (Přístup 5. Května, 2013).