Evolution mikroorganizmusok általános mikrobiológia, mikroorganizmusok és a környezet alakulását
A biokémiai egységét, azt az elképzelést, amely több évtizeddel ezelőtt tűnt annyira valószínűtlen, most szilárdan megalapozott tény. A sejtek minden élőlény, a legprimitívebb a legfejlettebb formája az állatok és növények állnak az azonos szerkezeti elemeket, és használja ugyanazt a mechanizmusok az energia és a növekedés. Ezekhez képest alapvető különbség a meglévő egységét és eltérések jelennek meg jelentéktelen. Feltételezhetjük, hogy az összes élő szervezetek jöttek össze hosszú utat. Az egyik legegyszerűbb formája fokozatosan átalakult formái bonyolultabb és speciális, majd végül, és azok, akik élnek bolygónkon ma. Ez a folyamat egy evolúciós fejlődés élőlények - az egyik központi problémája a biológia.
Elsődleges Föld légkörébe. Földünk alapvetően eltér a többi bolygó a Naprendszerben. Összehasonlítva a Jupiter és a Nap tartalmaz csak kisebb mennyiségű inert gázokat. Úgy látszik, azt kombinálásával kialakított több meteoritok; miatt a fűtés és olvadása a belső mag a Föld víz és gázok kipréseltük, hogy a felületén. Elsődleges légkör valószínűleg tartalmaznak annyi hidrogén, metán, nitrogén és C02. de nem volt oxigén. A fotolízis vízgőz, természetesen, felszabadult oxigén, de felveszi a kötött állapotban. Kémiai evolúció csak előfordul az oxigénmentes légkörben.
Kémiai evolúció. A hipotézis, hogy az élet hoztak bolygónkat kívülről, alig érdemel jelenleg komoly vita. Önreprodukáló biológiai egység kell merültek fel a föld maga a korai időszakban a létezéséről. Szerint a benyújtás által előadott Oparin és Haldane, míg a világ felhalmozott nagy mennyiségű szerves anyag, de nem volt szervezetek használhatják őket, és ásványosodhat. Amikor, az első kísérlet után nem sikerült Miller ismételten megerősítette a kísérlet, hogy a szervetlen anyagok (H2. C02. NH3. H2 0) és a metán egyszerű szerves molekulákat lehet szintetizálni megfelelő körülmények, kétségek a valóságban kémiai evolúció teljesen eltűnt. Úgy tartják, hogy a redukáló atmoszférában az intézkedés alapján az elsődleges napsugárzás (amelyben nem volt oxigén), és ennek eredményeként az elektromos kisülések képződött szerves anyagok, amelyek majd esik a vízbe, és bennük felgyülemlő. Amikor már összegyűlt nagyszámú, úgy tűnik, megteremtette a feltételeket, amelyek mellett tudta, hogy az átmenet a kémiai evolúció a megjelenése az első önreprodukáló érző lények.
A biológiai evolúció. Az átmenet a nem élő szerves anyagot élő sejtek hosszú időt igényel (3,1-4,5 milliárd euró. S). Megjelentek sejtes élőlények kapott, nyilván annyira szelektív előnye, hogy az összes korábbi szervezeti formák szorultak. Mivel a pre-sejtes élőlények (ha vannak ilyenek) nem őrzi még a fosszilis formában történő áttérés élettelen élet- tűnik számunkra, nagyon gyorsan.
Az evolúció a prokarióták. Szerint a népszerű, bár nagyon hipotetikus képviseletet a redukáló atmoszférában, az elsődleges a fejlesztés a prokarióta szervezetek (ábra. 17,5). Az első prokarióták, amelyek megjelennek a víztározók, amelyek a szerves anyagokban gazdag olyan mikroorganizmusok, amelyek létezett rovására fermentáció és az alapvető funkciókat a anaerob metabolizmus (fruktozobisfosfatny és pentóz-foszfát-útvonal). Feltételezve, hogy a tározók ezután szulfátok, eléréséhez a következő szerves evolúció lehet hatékony elektrontranszport létrehozásához proton potenciális mint energiaforrás regenerálására ATP. Ebben a szakaszban az evolúció, valószínűleg keletkezett tetrapirrol tartalmazó származékok vas vagy nikkel, valamint egy módszert az automatikus trofny szénasszimilációt (path acetil-CoA). Mivel emlékei, hogy időt lehet figyelembe venni, és a metán-termelő acetogén baktériumok, és a baktériumok csökkentésére szulfátok szulfiddá, amelyek, feltéve, hogy bizonyos kivételekkel, használhatja H2. C02 és néhány fermentált élelmiszerek.
Miután a „találmány szerinti” foszforiláció, konjugált elektrontranszfer is előfordulhat fotoszisztéma I- «protonpumpa működtetett fény”, amely lehetővé tette, hogy használja a fényt, mint energiaforrás. Reakció központok voltak magniypor-Firin (klorofill). Először fotoszintetikus élőlények, talán asszimilált szénen a fény, mint Rhodospirillaceae. Az akvizíció a képesség, hogy rögzítse C02 ribulozobisfosfatnom ciklust, és a szervetlen elektrondonorok (H2. H2 S, S) típusú kifejlesztett egy metabolikus jellegzetes vörös kén baktériumok (Chromatiaceae). Ahhoz, hogy még nagyobb függetlenségét anyagok vízben oldjuk, majd vezetett megjelenése fotoszisztéma II: lehetővé vált a nem-ciklusos elektrontranszfer vizet használva, mint a donor. Ez a folyamat elkerülhetetlenül kapcsolódik oxigén fejlődésével jár. Oak SIGEN fotoszintézis vezetett arra a tényre, hogy a Föld légkörébe szerzett oxidatív jellegű. Képviselői az első mikroorganizmus elvégzésére fotoszintézis szigetelés 02 a cianobaktériumok.
Az átmenet az elsődleges, hogy atmosfry redukáló atmoszférában, amely oxigént kétségtelenül a legnagyobb esemény evo-
Lucia élőlények, és az átalakulás ásványi anyagok. Ennek eredményeként, a konverziós a terminális citokróm-oxidáz és a molekuláris oxigén, mint egy elektron akceptor baktériumokban is lehetséges egy új típusú anyagcsere-aerob légzés.
Úgy véljük, hogy a 2,1 milliárd. Évekkel ezelőtt volt már minden kép trofnye lélegző prokarióták ismert ebben az időben. Szerint a geológiai adatok már 2,7 milliárd. Évekkel ezelőtt volt egy kis mennyiségű oxigént. Az elmúlt 1,2 milliárd. Évekkel a Földön minden élet függ a biológiai fotoszintézis által kibocsátott oxigén növények. Okozó felhalmozódása a légköri oxigén, a fejlesztés az élet-és így oxidációja révén fémek és ásványok sújtotta és élettelen természet.
Ősmaradványok tartozó korai prekambriumtól, rendkívül ritkák. Mivel a kis méretű primitív organizmusok és hiányát szilárd maradványait alkatrészek csak akkor lehetne őrizni a rendkívüli körülményeket. A Minnesota állam (USA) a betétek, akiknek életkora a becslések szerint 2,7 milliárd. Évek, a struktúrák értelmezni maradványai baktériumok találtak (beleértve a cianobaktériumok). Age of a dél-afrikai betétek, amelyek is találtak struktúrák hasonlító baktériumok, eléri a 3,1 milliárd. Years. Ez a legősibb az összes ismert nyomait az élet.
Baktériumok fennmaradt élő tanúi a korai élet fejlődésének. Sok a múltban széleskörű és uralkodó baktériumok, amelyek jelenleg egy nagyon szerény létezését. Az ökológiai fülkékben, biztosítva számukra megfelelő életkörülményeket, valamint megmarad az anaerob baktériumok.
Az evolúció az eukarióták. Az eukarióta sejtek valószínűleg tették fel, ha az oxigén megjelent a légkörben. Minden eukarióták, nagyon kevés kivétellel, -aerobnye szervezetekre. A prokarióták foglalnak sok különböző ökológiai fülkéket. Kidolgozása különböző anyagcsere prokarióták volt látszólag miatt egy egyszerű szerkezet a sejtek nagyon szabályozó rendszerek, a gyors növekedés és a többszörös gén transzfer mechanizmusok. Ahhoz, hogy további fejlődésének prokarióta voltak leküzdhetetlen kapcsolatos nehézségek elsősorban a kis méret a genom és haploid sejt állapotban és alacsony értéket. Az új környezet aerob körülmények lehetővé teszi, hogy több teljesítmény, de használható ez szükséges nagyobb sejtek, kiterjedt strukturális differenciálódás, és ezért sokszor nagyobb gént, amely biztosítja a nagy kapacitású tároló. Nagysága a genom 5-Yu 9 Igen valószínűleg a felső határa a molekulatömege a bakteriális kromoszómán, amely egyetlen kétkörös. További evolúció volt szükség egy új modellt.
A különbségek a prokarióta és eukarióta sejtek (eutsi-Tom és prototsitom) óriási. Ismét felsoroljuk a legfontosabb jellemzői az eukarióta sejtek:
- 1. A fuvarozó genetikai információ (DNS) elkülönül a „metabolikus terek” nukleáris borítékot.
- 2. Következésképpen, a transzkripciós (a mag) elválasztjuk az adás (a citoplazmában).
- 3. Genome részekre osztani, van néhány (gyakran sok), lineáris kromoszómák helyett egy gyűrű.
- 4. DNS-replikáció történik csak a felület; Minden kromoszóma több replikonok; lánya kromoszómák által forgalmazott mitózis.
- 5. A intracelluláris mechanizmusok segítségével aktin és tubulin mozgását a kromoszómák mitózis során és a meiózis, és a szerkezet típusától vezikulumok (lizoszómák, peroxiszómák, és egyéb „mikro testek”).
- 6. A gének nem kódoló inszerteket - intronokat.
- 7. DNS hisztonok komplexet képeznek hasonló struktúrát egy sor gyöngy (lánc nukleoszóma).
- 8. Az életciklus magában meiosist amelyben képződnek a diploid sejtek haploid. Ez lehetővé teszi a szexuális reprodukció a rekombinációs gének és műszak gaplofazy és diplofazy.
- 9. Exocytosis: szintetizált extracelluláris enzimek nem közvetlenül a plazmamembrán (egyidejű levezetni őket a sejtek), és a belső membrán, amely után a tartályok szállítják a felszínre.
- 10. Endocitózis (formájában fagocitózis és pinocitózis), amely lehetővé teszi, hogy megszerezzék intracelluláris szimbionta.
- 11. A jelenléte a mitokondriumok és a kloroplasztok, amelyek arra szolgálnak, hogy energia előállítása (ATP resynthesis).
- 12. A csillók (vagy csillók) típusú 9 + 2.
Tehát eutsit prototsita különbözik sok a funkciók és struktúrák. Bár köztudott, hogy külön a eukarióták, amelyben az egyik vagy a másik jel hiányzik, nincs ilyen primitív formája, amely lehet meghatározni, új felirat jelent meg, hogy milyen sorrendben. Úgy tűnik, minden egyes szakaszában a fejlődés hozta, hogy a nagyon kevés szelektív előny, legalábbis ahhoz képest, hogy a legközelebbi megelőző szakaszban. Így a köztes formák nem lettek elmentve, és valószínűleg annyira instabil, hogy még most nincs kövületek, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy megítélje a funkcionális. Jelenleg csak egy kis organizmusok számát, hogy lehet tekinteni kidolgozott, köztes formák. Lehetőség, hogy valaha is létre szekvenciájának megjelenése új fent felsorolt tünetek kell értékelni pesszimistán. Mégis lehet kiindulni, hogy a korai szakaszában az evolúció az eukarióta sejtek voltak a különböző modellek a szervezet előtt voltak többsejtű élőlények.
Meg kell jegyezni, hogy az eukarióták specializálódott elsősorban a létezését fotoszintézis és aerob körülmények között, és számos más fontos környezeti funkciók maradnak prokarióták. Ezek közé tartozik a rögzítés a nitrogén, nitrifikáció, denitrifikáció, szulfát és kén levegőt, hogy a kénatomot és fémek, a kialakulását és használata metán. Circulation a nitrogén és kén teljesen vagy túlnyomórészt „beadott” prokarióták. Így prokarióták lehet fenntartani ciklusok anyagok és megtartja a bioszféra, míg az eukarióták egyedül nem tud megbirkózni ezzel a feladattal.
Ha prokarióták önmagukban fejlődött évmilliárdok alatt, az eukarióták sosem maradt egyedül. Nem volt minden alkalommal, hogy szembenézzen a prokarióták. Ők biztosítják a legújabb új ökológiai fülkéket, a védelem és voltak az áldozatok. Többsejtű élőlények azok nagyon védő- és egyéb eszközök részben az az agresszivitás prokarióták. Másrészt, eukarióták megtanulták, hogy részesüljenek a szoros kapcsolata a prokarióták és tedd a szolgáltatást ektosimbiontov (a béltraktusban, a bőrön, a kérődzők bendőjében) és endosymbionts (nitrogén fixáció, a biomassza-termelés által a fotoszintézis segítségével H2S , eltávolítása H2).
Az evolúció az élőlények megoldásokat kínál egy csomó izgalmas kihívásokat. A kutatás még csak most kezdődik.