व्याख्यान: अकशेरूकीय और कशेरुकियों का फाइलोजेनी। प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स, सबसे महत्वपूर्ण अंतर

फाइलोजेनी, फाइलोजेनी - ऐतिहासिक विकासजीवित जीवों की दुनिया, दोनों सामान्य और व्यक्तिगत टैक्सोनोमिक समूहों में: राज्य, प्रकार (विभाजन), वर्ग, आदेश (आदेश), परिवार, पीढ़ी, प्रजातियां। फाइलोजेनी शब्द ई. हेकेल द्वारा पेश किया गया था।

रिश्तेदारी के सिद्धांतों पर निर्मित जानवरों की आधुनिक प्रणाली को एक वंशावली (या फ़िलेजेनेटिक) पेड़ के रूप में दर्शाया जा सकता है, जो पशु विकास के मुख्य चरणों को दर्शाता है। मनुष्य का बढ़ाव विभिन्न समूहजीवों ने असमान रूप से अध्ययन किया। वर्टेब्रेट्स (विशेष रूप से उच्च समूहों के) के फाइलोजेनी का सबसे अच्छा अध्ययन किया गया है; अकशेरूकीय, मोलस्क, इचिनोडर्म्स और आर्थ्रोपोड्स के फाइलोजेनी का सबसे अच्छा अध्ययन किया गया है। प्रोकैरियोट्स के फाइलोजेनी को कम समझा जाता है।

जानवरों के विकासवादी पेड़ के आधार पर एककोशिकीय हैं। एककोशिक जीवों में शरीर के सभी कार्य एक ही कोशिका द्वारा संपन्न होते हैं। उत्पत्ति के बारे में कई परिकल्पनाएँ हैं एककोशिकीय यूकेरियोट्सएस: 1) सहजीवन द्वारा प्रोकैरियोट्स से यूकेरियोट्स विकसित हुए। यह परिकल्पना इस तथ्य से समर्थित है कि यूकेरियोटिक माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट का अपना डीएनए है; 2) यूकेरियोट्स प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म और ऑर्गेनेल में विभेदन के कारण उत्पन्न हुए। सभी प्रकार के आधुनिक प्रोटोजोआ प्राचीन सरकोफ्लैगलेट्स से निकले हैं।

बहुकोशिकीय, अधिक उच्च संगठित जानवर, जिसमें व्यक्तिगत कार्यजीव व्यक्तिगत कोशिकाओं या अंगों द्वारा किए जाते हैं। व्यक्तिगत विकास में सभी बहुकोशिकीय जीव एक कोशिका से शुरू होते हैं - एक ज़ीगोट, और शुरुआती अवस्थाभ्रूण (ब्लास्टुला) एक एकल-कोशिका वाली कॉलोनी जैसा दिखता है।

बहुकोशिकीय जानवरों की उत्पत्ति के लिए कई परिकल्पनाएँ हैं। सबसे व्यापक रूप से ज्ञात ई. हेकेल और आई.आई. की परिकल्पनाएं हैं। मेचनिकोव। हेकेल के सिद्धांत के अनुसार, सभी बहुकोशिकीय जानवर एक पैतृक रूप - गैस्ट्रिया से उतरे हैं। आई.आई. मेचनिकोव ने माना कि बहुकोशिकीय जानवरों का पूर्वज फ्लैगेलेट्स का एक उपनिवेश था। पहला बहुकोशिकीय जीवएक गोलाकार आकार था, फ्लैगेल्ला के साथ कोशिकाओं की एक परत के साथ कवर किया गया था और शरीर के अंदर पाचक अमीब कोशिकाएं थीं, जो पानी में स्वतंत्र रूप से तैरती थीं। आई.आई. मेचनिकोव ने इसे फैगोसाइटेला कहा। बहुकोशिकीय जीवों का आगे विकास चार दिशाओं में हुआ। विकास की दिशाओं में से एक ने लैमेलर प्रकार के गठन का नेतृत्व किया, जिसमें कोशिकाओं की एक परत होती है और रेंगने वाली जीवन शैली का नेतृत्व करती है। विकास की एक और दिशा ने स्पंज प्रकार के गठन को जन्म दिया है, जिसमें कोशिकाओं की दो परतें ऊतक में नहीं बनती हैं। उनके पास अभी तक एक तंत्रिका तंत्र नहीं है। ये गतिहीन बेंथिक जानवर हैं। विकास की तीसरी दिशा ने टाइप सीलेंटरेट्स के गठन की ओर अग्रसर किया। Coelenterates पहले से ही वास्तविक दो-स्तरित (एक्टोडर्म और एंडोडर्म) जानवर हैं जिनमें एक प्राथमिक आंत, मुंह, रेडियल समरूपता, फैलाना तंत्रिका तंत्र है। उनमें मुक्त-तैरने वाले जानवर हैं और संलग्न जीवन शैली का नेतृत्व करते हैं। विकास की चौथी दिशा ने और भी अधिक संगठित तीन-परत वाले जानवरों का निर्माण किया। इन जानवरों के ऊतकों और अंगों का निर्माण कोशिकाओं की तीन परतों (रोगाणु परतों) एक्टोडर्म, एंडोडर्म और मेसोडर्म से हुआ था।

पहले तीन-स्तर वाले जानवर आंतों के ग्रहों के समान थे। तीन परत वाले जानवरों का विकास तीन दिशाओं में हुआ। एक दिशा ने गठन का नेतृत्व किया चपटे कृमि, जिसमें कोई शरीर गुहा नहीं है, और पैरेन्काइमा अंगों के बीच स्थित है। चपटे कृमि पहले द्विपक्षीय जानवर हैं (बाद के सभी प्रकारों में यह समरूपता है)। वे पहले दिखाई देते हैं मांसपेशी तंत्र(चिकना), तंत्रिका गैन्ग्लिया. हालाँकि, गठित आंत अंधी-बंद होती है, इसमें गुदा नहीं होता है।

एक और दिशा ने प्राथमिक गुहा वाले जानवरों के गठन का नेतृत्व किया गोल. उनकी आंतें एंड-टू-एंड हो जाती हैं, जिसमें तीन खंड होते हैं गुदा. और भी एकाग्रता है तंत्रिका कोशिकाएं, एक परिधीय तंत्रिका वलय बनाता है। चपटे कृमि और ऐनेलिड में त्वचा-मांस पेशी थैली, पाचन, उत्सर्जी और प्रजनन प्रणाली की उपस्थिति आम है।

तीन-परत के विकास की तीसरी दिशा, विक्षिप्त जानवरों के गठन की ओर ले जाती है। एक माध्यमिक शरीर गुहा के गठन ने अधिक गतिशीलता और स्थिरता प्रदान की आंतरिक पर्यावरणजीव। माध्यमिक गुहाएं अधिक व्यवस्थित होती हैं: उनके पास एक संचार प्रणाली होती है। इनमें अन्य सभी अकशेरूकीय और कॉर्डेट शामिल हैं।

ड्यूटेरोस्टोम के विकास के कारण प्रोटॉस्टोम और ड्यूटेरोस्टोम का निर्माण हुआ। प्रोटोस्टोम का विकास. मोलस्क और प्राथमिक एनेलिड प्रोटोस्टोम के पूर्वज से उत्पन्न हुए हैं। बदले में, आधुनिक एनेलिड्स और आर्थ्रोपोड प्राथमिक एनेलिड्स से उत्पन्न हुए।

एनेलिड्स में प्रगतिशील संगठनात्मक विशेषताएं हैं: एक माध्यमिक शरीर गुहा, एक मेटामेरिक रूप से विच्छेदित शरीर, एक बंद संचार प्रणाली (अन्य अकशेरूकीय में खुला), एक परिधीय अंगूठी और एक तंत्रिका श्रृंखला।

आर्थ्रोपोड अधिक पूर्णता प्राप्त करते हैं: संचार प्रणाली में हृदय उत्पन्न होता है; तंत्रिका तंत्र में गैन्ग्लिया की एकाग्रता बढ़ जाती है; बनाया बहिःकंकाल(चिटिन कवर); श्वसन अंगों की विविधता (गलफड़े, श्वासनली, फेफड़े) विशेषता है; संयुक्त अंग और पंख बनते हैं। आर्थ्रोपोड्स की एक अधिक परिपूर्ण संरचना ने उन्हें पृथ्वी पर व्यापक रूप से आबाद करने की अनुमति दी।

मोलस्क में एक द्वितीयक शरीर गुहा, जटिल होता है आंतरिक अंग(गुर्दे, एक तीन-कक्षीय हृदय, गलफड़े, फेफड़े बनते हैं), अधिकांश में एक चूना खोल होता है जो शरीर की रक्षा करता है। हालांकि, मोलस्क में, संचार प्रणाली बंद नहीं होती है, और तंत्रिका तंत्र बिखरे हुए गांठदार प्रकार का होता है।

ड्यूटेरोस्टोम विकास. इचिनोडर्म्स और कॉर्डेट ड्यूटेरोस्टोम के पूर्वजों के वंशज हैं।

इकाइनोडर्म्स। वे इसकी विशेषता हैं: शरीर की एक माध्यमिक गुहा, संचार प्रणाली अंतराल बनाती है, एक प्रकार की जल-मोटर (एंबुलाक्रल) प्रणाली, रेडियल समरूपता, रेडियल किरणों के साथ एक अंगूठी के रूप में एक तंत्रिका तंत्र।

प्राथमिक रज्जुकी संभवतः ड्यूटेरोस्टोमियस कृमि-जैसे पूर्वजों से विकसित हुए हैं। जीवाणुओं का अलगाव गतिशीलता में वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है। अकशेरुकी जीवों के साथ रज्जुकियों के जातिवृत्तीय संबंध निम्नलिखित से सिद्ध होते हैं: 1) ऊतक और अंग तीन रोगाणु परतों से बनते हैं (पहली बार चपटे कृमि में बनते हैं); 2) द्विपक्षीय समरूपता (फ्लैटवर्म में होती है); 3) माध्यमिक शरीर गुहा (एनेलिड्स में होता है); 4) द्वितीयक मुख (इचिनोडर्म्स से संबंधित); 5) बंद संचार प्रणाली (एनेलिड्स);

प्राथमिक जीवाणुओं से, आधुनिक गैर-कपाल (लांसलेट) और कशेरुकी जानवरों की उत्पत्ति हुई। लारवल कॉर्डेट्स कॉर्डेट्स की एक पार्श्व शाखा है, जो बहुसंख्यक एक गतिहीन जीवन चक्र से गुजरते हैं, और इसलिए उनके पास केवल लार्वा चरण में कॉर्डेट्स के संकेत होते हैं।

सेफलोथोर्डेट आदिम जीवाणु हैं। उनके पास नेफ्रिडिया है, एनेलिड्स के मेटानेफ्रिडिया के समान, दिल के बिना एक बंद संचार प्रणाली, एनेलिड्स की तरह।

कशेरुकियों के पूर्वज लगभग 500 मिलियन वर्ष पहले प्रकट हुए थे। उनका विकास दो दिशाओं में हुआ: जबड़ा रहित (साइक्लोस्टोम) और जबड़ा (अन्य सभी कशेरुक)।

पहली जबड़ा - बख़्तरबंद मछली बख़्तरबंद जबड़े रहित से विकसित हुई। उनके पास पहले से ही मजबूत था आंतरिक कंकाल, सेरेब्रल और आंत की खोपड़ी, दांतों के साथ जबड़े, युग्मित पंख। ये मछलियां विलुप्त हो चुकी हैं। उन्हें कार्टिलाजिनस और द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था बोनी फ़िशजिसका शरीर शल्कों से ढका हुआ था।

कार्टिलाजिनस मछलियां समुद्र में आम थीं, और भोजन के प्रकार से वे परभक्षी थीं।

बोनी मछली मूल रूप से ताजे पानी में दिखाई देती थी। उन्होंने एक ऑपरकुलम (गलफड़ों को बंद होने से बचाता है) और एक स्विम ब्लैडर (ताजे पानी में तैरने की सुविधा) विकसित किया है। सूखने वाले जल निकायों में (पैलियोज़ोइक में), लोब-फ़िन वाली मछली (फेफड़े की मछली और लोब-फ़िन) दिखाई दी, जिसमें गलफड़ों के अलावा, हवा में सांस लेने के लिए फेफड़े की थैली विकसित हुई, और पंखों पर बनी मांसपेशियों ने झुकना संभव बना दिया एक ठोस सब्सट्रेट पर। इसके बाद, बोनी मछलियाँ ताजे और समुद्री जल निकायों में निवास करती हैं। वर्तमान में, बोनी मछली कशेरुकियों (20 हजार प्रजातियों) के सबसे समृद्ध समूहों में से एक हैं।

उभयचर देवोनियन में दिखाई दिए। उभयचर प्राचीन लोब-पंख वाली मछली से उतरे। पहले उभयचर इचथियोस्टेगिडे (चार पैरों वाली मछली) थे। वे, मछली की तरह, एक पूंछ पंख, गिल कवर, तराजू थे। लेकिन मछली के विपरीत, उनके पास पाँच अंगुलियों के दो जोड़े और फेफड़े थे। ये ज्यादातर पानी में रहते थे।

इचिथियोस्टेग से वास्तविक उभयचर - स्टेगोसेफल्स (शेल-हेडेड) आए। स्टेगोसेफेलियंस का सिर त्वचा की हड्डियों के खोल से ढका हुआ था। क्रेटेशियस काल की शुरुआत तक स्टेगोसेफेलियन रहते थे। उन्होंने संभवतः आधुनिक कवचहीन उभयचरों और पहले सरीसृपों को जन्म दिया।

लैंडिंग एरोमोर्फोसिस के साथ हुई: गिल श्वास फुफ्फुसीय श्वास में बदल गई, और पांच अंगुलियों वाले अंगों को पंख, दिल तीन-कक्षीय हो गया, रक्त परिसंचरण का दूसरा चक्र उत्पन्न हुआ, संवेदी अंग बदल गए, और तंत्रिका तंत्र अधिक परिपूर्ण हो गया।

कार्बोनिफेरस में पहले सरीसृप दिखाई दिए। सीमोरिया के जीवाश्म अवशेषों में उभयचरों और सरीसृपों की विशेषताएं थीं। यह संभावना है कि पहले सरीसृप, बीजपत्र, ऐसे रूपों से उत्पन्न हुए। उनके पास एक हड्डी के बक्से के रूप में एक खोपड़ी भी थी (स्टेगोसेफल्स के समान) जिसमें आंखों, नासिका और पार्श्विका अंग के लिए छेद थे। मेसोज़ोइक में सरीसृपों का उत्कर्ष था।

होता है: एपिडर्मिस का केराटिनाइजेशन और तराजू का निर्माण, या स्कूट्स (शरीर को सूखने से बचाता है), फेफड़ों की संरचना की जटिलता, हृदय, कंकाल में सुधार, सीरस के जनन झिल्ली का निर्माण और एमनियोटिक (जमीन पर प्रजनन करने की क्षमता प्रदान की गई)।

सरीसृपों ने कशेरुकियों के दो नए वर्गों को जन्म दिया: स्तनधारी और पक्षी।

छिपकली डायनासोर के समूह से पहले पक्षियों के वंशज पक्षी पिछले पैर. प्राचीन प्रथम पक्षियों में से लंबी पूंछ वाले आर्कियोप्टेरिक्स के अवशेष पाए गए थे। आर्कियोप्टेरिक्स में सरीसृप (लंबी पूंछ, जबड़े पर दांत, पंखों पर पंजे) और पक्षियों (पंख, पंख, उपस्थिति) के लक्षण थे। मेसोज़ोइक के अंत में पहले पक्षियों से असली पक्षी दिखाई दिए। उनके भी छोटे-छोटे दांत थे।

पक्षियों की प्रगतिशील विशेषताएं: गर्म-रक्तता, चार-कक्षीय हृदय, एक महाधमनी चाप (प्रणालीगत और फुफ्फुसीय परिसंचरण का पूर्ण पृथक्करण बनाता है)।

स्तनधारी पक्षियों की तुलना में पहले दिखाई दिए। यह माना जाता है कि वे पशु-दांतेदार छिपकलियों से उत्पन्न हुए थे, जिनमें कई प्रगतिशील विशेषताएं थीं: दांत एल्वियोली में स्थित होते हैं, द्वितीयक अस्थि तालु, अंग शरीर के नीचे स्थित होते हैं, न कि पक्षों पर, परिवर्तन होते हैं कंकाल में। स्तनपायी-दांतेदार सरीसृपों में सिनोडोन स्तनधारियों के सबसे करीब थे। स्तनधारियों का आगे विकास दंत प्रणाली में बदलाव से जुड़ा है। इन परिवर्तनों के कारण जानवरों के दो समूहों का निर्माण हुआ। एक समूह के वंशज - मल्टीट्यूबरकुलस छोटे जानवर थे, दाढ़ों पर कई ट्यूबरकल थे, दृढ़ता से विकसित इंसुलेटर थे और नुकीले नहीं थे। यह संभव है कि इस समूह ने मोनोट्रेम को जन्म दिया हो।

दूसरा समूह अधिक उत्तरोत्तर विकसित हुआ। ये छोटे जानवर थे जो कीड़े खा गए, छोटे जानवर। भविष्य में, इस समूह को दो स्वतंत्र शाखाओं में बांटा गया है - लोअर, मार्सुपियल और हायर, प्लेसेंटल।

मार्सुपियल्स क्रेटेशियस अवधि के दौरान उत्पन्न हुए। मार्सुपियल्स का सबसे प्राचीन समूह पॉसम का परिवार है।

अपरा स्तनधारी भी क्रीटेशस काल में प्रकट हुए। अपराओं का सबसे प्राचीन समूह कीटभक्षियों का दस्ता माना जाता है। यह माना जाता है कि उन्होंने बाद के अधिकांश अपरा समूहों को जन्म दिया। यह संभव है कि प्राइमेट्स सीधे कीटभक्षी से उतरे हों।

सबसे महत्वपूर्ण अनुकूलन के अधिग्रहण के साथ स्टैलन स्तनधारियों का प्रगतिशील विकास: गर्म रक्तपात, उच्च चयापचय दर, नाल का गठन, युवा को दूध पिलाना, संतान की देखभाल करना। यह श्वसन, संचार, में प्रगतिशील परिवर्तनों द्वारा सुगम किया गया था। तंत्रिका तंत्र. स्तनधारियों में चार कक्षीय हृदय, एक महाधमनी चाप, धमनी और होता है नसयुक्त रक्त, एक वायुकोशीय संरचना के फेफड़े, द्वितीयक तंत्रिका तिजोरी - नियोपालियम अच्छी तरह से विकसित है।

13... प्रोकैरियोटिक कोशिका की संरचना। बैक्टीरिया का विकास, विकास, प्रजनन। खाद्य प्रकार के बैक्टीरिया. प्रकाश संश्लेषण, रसायन संश्लेषण, फोटोरिडक्शन। प्रकृति और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में सूक्ष्मजीवों का मूल्य प्रोकैरियोटिक कोशिकाएंबैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल शामिल हैं। पर प्रोकैर्योसाइटोंपरमाणु पदार्थ में परमाणु झिल्ली नहीं होती है, उनके प्लाज्मा झिल्ली में कार्बोहाइड्रेट और अमीनो एसिड होते हैं। प्रोकैरियोट्स में केवल एक गुणसूत्र होता है, जिसमें केवल डीएनए होता है। इस गुणसूत्र में एक अंगूठी का आकार होता है और इसमें क्षारीय प्रोटीन - हिस्टोन नहीं होते हैं। प्रोकैरियोट्स में गुणसूत्रों का समूह अगुणित है। इन एककोशिकीय जीवों में माइटोसिस नहीं होता है और माइटोटिक तंत्र नहीं होता है। प्रोकैरियोट्स में अर्धसूत्रीविभाजन नहीं होता है, और यौन प्रक्रिया के दौरान वंशानुगत जानकारी का केवल एक हिस्सा ही संचरित होता है, और जीव ही युग्मक होता है। प्रोकैरियोट्स में साइटोप्लाज्मिक डीएनए प्लास्मिड में स्थानीयकृत होता है, और साइटोप्लाज्मिक झिल्ली अनुपस्थित होती है। प्रोकैरियोट्स की कोशिका भित्ति में पेप्टिडोग्लाइकेन्स होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया प्रोकैरियोट्स में नहीं देखे जाते हैं, श्वसन एंजाइम मेसोसोम में स्थानीयकृत होते हैं, जो प्लाज्मा झिल्ली की आंतरिक सतह पर स्थित होते हैं। बैक्टीरियोक्लोरोफिल वर्णक का उपयोग करके प्रकाश संश्लेषण प्रक्रियाएं की जाती हैं, और सल्फर यौगिक कम करने वाले एजेंटों के रूप में काम करते हैं। प्रोकैरियोटिक राइबोसोम यूकेरियोटिक राइबोसोम से छोटे होते हैं। साइटोप्लाज्म का कोई संचलन नहीं है, इसमें रिक्तिकाएं बहुत दुर्लभ हैं। प्रोकैरियोट्स के फ्लैगेल्ला आकार में सबमाइक्रोस्कोपिक होते हैं, फ्लैगेल्ला में एक या एक से अधिक सूक्ष्मनलिकाएं (फाइब्रिल्स) होती हैं। प्रोकैरियोट्स एंटीबायोटिक दवाओं के प्रति संवेदनशील होते हैं और एक्स-रे के प्रतिरोधी होते हैं और उच्च तापमान, + 75 ... + 90 ° С तक गर्म करने के साथ। अभिलक्षणिक विशेषताप्रोकैरियोट्स यह है कि वे अन्य प्रकार की कोशिकाओं के साथ सह-अस्तित्व में सक्षम नहीं हैं। जीवाणु- एककोशिकीय जीव; उन्हें केवल एक माइक्रोस्कोप के नीचे देखा जा सकता है। इसलिए, उन्हें सूक्ष्म जीव या सूक्ष्मजीव कहा जाता है। बैक्टीरिया ने विभिन्न प्रकार के आवासों में महारत हासिल कर ली है: वे मिट्टी, धूल, पानी, हवा, जानवरों और पौधों के बाहरी आवरण पर और शरीर के अंदर रहते हैं। वे गर्म झरनों में भी पाए जा सकते हैं, जहां वे लगभग 60 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक के तापमान पर रहते हैं। सूक्ष्मजीवों की गतिविधि है महत्त्वअन्य सभी जीवित प्राणियों के लिए, चूंकि जीवाणु और कवक कार्बनिक पदार्थों को नष्ट करते हैं और प्रकृति में पदार्थों के चक्र में भाग लेते हैं। इसके अलावा, बैक्टीरिया सभी का अधिग्रहण करते हैं अधिक मूल्यलोगों के जीवन में, और इसलिए नहीं कि वे विभिन्न बीमारियों का कारण बनते हैं, बल्कि इसलिए कि उनका उपयोग कई आवश्यक उत्पादों को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।

सेल संरचना। प्रोकैरियोटिक: कोई गठित नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया, प्लास्टिड्स नहीं। साइटोप्लाज्म के केंद्र में एक न्यूक्लियॉइड होता है जिसमें एक "गुणसूत्र" होता है जिसमें एक गोलाकार डीएनए अणु होता है; एक झिल्ली द्वारा साइटोप्लाज्म से अलग नहीं किया जाता है। कोशिका के अंदर, झिल्ली के बहिर्वाह ईपीएस, गोल्गी उपकरण के कार्य करते हैं; मेसोसोम श्वसन में शामिल होता है; राइबोसोम होते हैं। साइटोप्लाज्म एक बाहरी झिल्ली और एक घनी कोशिका भित्ति से ढका होता है। कभी-कभी कोशिका अर्ध-तरल कोलाइडल कैप्सूल में डूब जाती है। कोशिका भित्ति की संरचना के अनुसार बैक्टीरिया को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है।कुछ ग्राम-दाग वाले होते हैं, इसलिए उन्हें ग्राम-पॉजिटिव कहा जाता है, जबकि अन्य रंगहीन हो जाते हैं जब डाई को धोया जाता है और इसलिए उन्हें ग्राम-नेगेटिव कहा जाता है। विकास और प्रजनन।व्यक्तिगत विकास और कोशिकाओं का अलैंगिक प्रजनन।जीवाणु कोशिकाओं का सतह/आयतन अनुपात बहुत अधिक होता है। यह योगदान देता है तेजी से अधिग्रहण पोषक तत्त्वसे पर्यावरणप्रसार और सक्रिय परिवहन के माध्यम से। में अनुकूल परिस्थितियांबैक्टीरिया बहुत तेजी से बढ़ते हैं। विकास मुख्य रूप से निर्भर करता हैमाध्यम के तापमान और पीएच, पोषक तत्वों की उपलब्धता और आयनों की सांद्रता पर। बाध्यकारी एरोबेस को भी ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, और इसके विपरीत एनारोबेस को पूरी तरह से अनुपस्थित होने की आवश्यकता होती है। एक निश्चित आकार तक पहुँचने के बाद, बैक्टीरिया आगे बढ़ते हैं असाहवासिक प्रजनन(बाइनरी विखंडन), यानी, वे दो बेटी कोशिकाओं के निर्माण के साथ विभाजित होने लगते हैं। विभाजन के लिए संक्रमण नाभिक के आयतन के साइटोप्लाज्म के आयतन के अनुपात से तय होता है। कोशिका विभाजन से पहले, डीएनए प्रतिकृति होती है, जिसके दौरान मेसोसोम जीनोम को एक निश्चित स्थिति में रखते हैं। मेसोसोम बेटी कोशिकाओं के बीच नए विभाजन से भी जुड़ सकते हैं और किसी तरह कोशिका भित्ति पदार्थों के संश्लेषण में भाग लेते हैं। सबसे तेजी से बढ़ने वाले बैक्टीरिया हर 20 मिनट में विभाजित होते हैं।

बैक्टीरिया के 4 प्रकार के पोषण और उनकी कुछ विशेषताएं।

तीन मुख्य समूह ज्ञात हैं संश्लेषक(बैक्टीरिया जो सूर्य से ऊर्जा प्राप्त करते हैं): 1. हरा सल्फर बैक्टीरिया . अवायवीय बैक्टीरिया जो हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) और अन्य कम सल्फर यौगिकों का उपयोग हाइड्रोजन और इलेक्ट्रॉन दाताओं के रूप में करते हैं।

उदाहरण: प्रकाश

2H2S + CO2 →→→→→→→→ [CH2O] + 2S + H2O।

बैक्टीरियोक्लोरोफिल

ऐसे में सल्फर जमा हो जाता है।

2. बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया। कोशिकाओं का रंग गहरा लाल होता है, क्योंकि लाल और भूरे रंग के पिगमेंट की तुलना में बहुत कम बैक्टीरियोक्लोरोफिल होता है। ये अधिकतर अवायुजीव हैं; उनमें प्रकाश संश्लेषण पिछले समूह की तरह ही होता है।

3. बैंगनी गैर-सल्फर बैक्टीरिया . इन जीवाणुओं के लिए, विभिन्न कार्बनिक यौगिक हाइड्रोजन के स्रोत के रूप में काम करते हैं, जिसका उपयोग CO2 (फोटोऑटोट्रॉफ़्स में) या कुछ कार्बनिक यौगिकों (फोटोएटेरोट्रॉफ़्स में) को कम करने के लिए किया जाता है।

रसायन संश्लेषीजीव (केमोआटोट्रॉफ़्स) बैक्टीरिया हैं जो CO2 को कार्बन स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं, लेकिन सूर्य से नहीं, बल्कि इसकी मदद से ऊर्जा प्राप्त करते हैं रासायनिक प्रतिक्रिएं. हाइड्रोजन, हाइड्रोजन सल्फाइड, सल्फर, आयरन (II), अमोनिया, नाइट्राइट और अन्य अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण के दौरान ऊर्जा जारी की जा सकती है। आयरन बैक्टीरिया में : ऑक्सीजन

Fe2+ ​​→→→→→Fe3+ + ऊर्जा;

रंगहीन सल्फर बैक्टीरिया में : ऑक्सीजन या

एस→→→→→→→→ SO42-+ ऊर्जा;

सल्फर सल्फेट

अवायवीय परिस्थितियों में, कुछ प्रजातियाँ हाइड्रोजन स्वीकर्ता के रूप में नाइट्रेट का उपयोग करती हैं और इस प्रकार विनाइट्रीकरण करती हैं।

नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया में: ऑक्सीजन

2NH4+→→→→→ NO-2 + ऊर्जा

अमोनिया नाइट्राइट

अभी माने गए सभी बैक्टीरिया एरोबिक हैं, क्योंकि ऑक्सीजन इलेक्ट्रॉनों (और हाइड्रोजन) के स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है।

बायोस्फीयर में केमोसिंथेटिक बैक्टीरिया बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; वे मुख्य रूप से नाइट्रोजन चक्र में शामिल होते हैं और इस प्रकार मिट्टी की उर्वरता बनाए रखते हैं।

फोटोरिडक्शन - हरे और बैंगनी सेरोबैक्टर के लिए, जो H2O नहीं, बल्कि H2 S को स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं

प्रकृति और मानव आर्थिक गतिविधियों में महत्व।

लैक्टिक किण्वन बैक्टीरिया(हेटेरोट्रॉफ़िक सैप्रोट्रॉफ़्स) जो कार्बोहाइड्रेट को तोड़ते हैं: सकारात्मक:लैक्टिक एसिड उत्पादों की तैयारी (पनीर, दही दूध, मक्खन, खट्टा क्रीम), सुनिश्चित फ़ीड, खट्टा गोभी, खीरे और टमाटर का अचार। नकारात्मक:उत्पादों का खराब होना।

एसिटिक किण्वन बैक्टीरिया(हेटेरोट्रॉफ़िक सैप्रोट्रॉफ़्स) जो कार्बोहाइड्रेट को तोड़ते हैं: सकारात्मक:शराब ऑक्सीकरण एसीटिक अम्ल, जिसका उपयोग फलों और सब्जियों को अचार बनाने, डिब्बाबंद करने के लिए किया जाता है। नकारात्मक:उत्पादों का खराब होना।

सड़ा हुआ बैक्टीरिया(हेटेरोट्रॉफ़िक सैप्रोट्रोफ़्स) जो प्रोटीन को तोड़ते हैं: सकारात्मक:सैनिटरी भूमिका - जैविक अवशेषों का खनिजकरण। नकारात्मक:भोजन का नुक़सान; सड़ांध से बचने के लिए सुखाना, नमकीन बनाना, अचार बनाना, निर्जीवाणुकरण, पाश्चुरीकरण और शर्कराकरण का उपयोग किया जाता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया(हेटेरोट्रॉफ़िक सिम्बियन्ट्स): नोड्यूल बैक्टीरिया राइज़ोबियम फलीदार पौधों (तिपतिया घास, ल्यूपिन, अल्फाल्फा, आदि) की जड़ों में प्रवेश करते हैं और उनके साथ सहजीवन में प्रवेश करते हैं। नतीजतन, जड़ों पर ट्यूमर बनते हैं - बैक्टीरिया से भरे नोड्यूल, जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन से नाइट्रोजन यौगिकों को संश्लेषित करते हैं, जो मेजबान पौधे और अन्य पौधों दोनों के लिए उपलब्ध होते हैं। नाइट्रोजन उर्वरकों के साथ मिट्टी के इस प्राकृतिक संवर्धन को ध्यान में रखा जाता है जब खेत की फसल के चक्रण को संकलित किया जाता है, जिसमें आवश्यक रूप से फलियां शामिल होती हैं।

14. यूकेरियोटिक कोशिका की संरचना। तीन-परत झिल्लीराइबोसोमगॉल्गी कॉम्प्लेक्समाइटोकॉन्ड्रियालाइसोसोमक्लोरोप्लास्टक्रोमोप्लास्टल्यूकोप्लास्ट्ससेल सेंटर या सेंट्रोसोमसमावेशनरिक्तिकाएंcytoskeletonकार्योप्लाज्मन्यूक्लियस1. 2 3 4 5

15.ओटोजनी और इसकी अवधि। प्रारंभिक भ्रूणजनन। प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष विकास। (51)

ओंटोजेनेसिस- जन्म से मृत्यु तक जीव का व्यक्तिगत विकास। यह विभिन्न संगठनों के लिए जारी रहेगा और सैकड़ों वर्षों (कछुआ) के लिए कई दिमागों से चल सकता है। Ontogeny, phylogeny से निकटता से संबंधित है, लेकिन phylogeny की पूर्ण पुनरावृत्ति नहीं है। पर्यावरण के प्रभाव में, यह बदलता है और उत्परिवर्तन परिवर्तनशीलता हो सकती है। ओन्टोजेनी की अवधि:

1 पूर्व-भ्रूण

2. जर्मिनल (भ्रूण)

3. पोस्टम्ब्रायोनिक

अवधि 1 में, जननांग कोशिकाओं का विकास और निषेचन के बाद आगे के विकास के लिए उन्हें तैयार करना (शुक्राणुजनन और ओवोजेनेसिस) 4 अवधियों से शुक्राणुजनन: 1. प्रजनन; 2. वृद्धि; 3. पकना; 4. आकार देना

शुक्राणुजनन: शुक्राणुजन 2n "पहले क्रम के शुक्राणुनाशक 2n" शुक्राणुनाशक 2 छिद्र 2n "शुक्राणु" n।

ओवोजेनेसिस: हेवोगोनिया 2n "ओसाइट्स 1 पोर2एन" ओसाइट्स 2 पोर2एन "1 अंडा + 3 दिशात्मक निकाय (कम)

दूसरी अवधि में, भ्रूण का विकास गर्भाशय (माँ के गर्भ में) या बाहरी वातावरण में हुआ। हर-ज़िया तेजी से आकार देने की प्रक्रिया, टू-रे इन लघु अवधिकई ऑर्ग-मा के उद्भव के लिए नेतृत्व। 3 काल होते हैं: 1. प्रारंभिक- 1 सप्ताह भ्रूण विकासनिषेचन के क्षण से शुरू होता है और मां के म्यूकोसा में भ्रूण के आरोपण के साथ समाप्त होता है। 2 जर्मिनल।प्रारंभ से समय 2 इम्प्लांटेशन से ऑर्गोजेनेसिस के पूरा होने तक 8 सप्ताह तक। 3 भ्रूण- 9 सप्ताह से जन्म तक भ्रूण का विकास। बढ़ी हुई वृद्धि, आकार देने, हेमेटोट्रोफिक पोषण।

तृतीय पश्च-काल जन्म के क्षण से शुरू होता है, अर्थात गोले के रोगाणु से जीव की रिहाई। विकास की इस अवधि के दौरान, एक विशिष्ट शारीरिक और कार्यात्मक विशेषता उत्पन्न हुई, जिसे कहा जाता है आयु।आवधिकता:

1-10 दिन - नवजात

11d - 1 वर्ष का शिशु

1g-11 y-बच्चों (लड़कियों और लड़कों)

11-15y (डी) और 12-16 (एम) - किशोर

16-20 (डी) और 17-21 (एम) - युवा

21-55 (w) और 22-60 (m) - परिपक्व

56, 61-74 - बुजुर्ग

75-90 बुढ़ापा, 90 से अधिक शताब्दी

प्रत्यक्ष विकास (गैर-लार्वल प्रकार), > अंडे में जर्दी की संख्या, या अंग के विकास से जुड़ा हुआ है। माँ के जीव में यह मछली, स्तनधारियों, पक्षियों, सरीसृपों की विशेषता है।

अप्रत्यक्ष विकास - (लार्वा) कायापलट - चरित्र के साथ। डी / असंगति, क्रस्टेशियन, कीड़े, कीड़े, चरित्र। बिल्ली के दौरान एक छोटी भ्रूण अवधि। लार्वा बनता है। खुद लेकिन अस्तित्व के लिए। पूर्ण परिवर्तन नहीं - अंडा-लार्वा-इमागो। पूर्ण परिवर्तन - अंडा - लार्वा - प्यूपा - इमागो। प्रारंभिक भ्रूणजनन:शुक्राणु को अंडे की कोशिका में पेश किया जाता है, साइटोप्लाज्म घुल जाता है - सिंकेरियन का झुंड (नाभिक "द्विगुणित नाभिक" युग्मनज 2n-div को मर्ज करता है। ब्लास्टोमेरेस -4, 8,16,32,64,128 ..-arr। ब्लास्टुला पर। (अंदर एक गुहा के साथ भ्रूण) - अंतर्वलन आगमन द्वारा। - दो-परत - गैस्ट्रुला, ect.ent) - (ब्लास्टोकोल, ब्लास्टोपोर) - विकसित। 3 रोगाणु। लिस्टोक। एंडोडर्म, मेसोडर्म, एक्टोडर्म

क्रशिंग एकसमान और असमान (डिसाइडल) हो सकता है

गैस्ट्रुलेशन 4 तरीकों से होता है:

1 intussusception (invagination) द्वारा

2 एपिबॉली (दूषित करना)

3 प्रदूषण (स्तरीकरण)

4 आप्रवासन

न्यूरल ट्यूब, कॉर्ड, एमनियोटिक और ट्रंक सिलवटों का न्यूरुलेशन

एक्टोडर्म तंत्रिका प्लेट-सेंट बनाता है। न्यूरुला (तंत्रिका ट्यूब, कॉर्ड्स का बिछाना), श्रवण, गंध, बाहरी अध्यावरण। एंडोडर्म आंतों, यकृत, फेफड़े, अग्न्याशय ग्रंथि की शुरुआत है। मेसोडर्म रूप। मांसलता (डर्मोटोम, मायोटोम), मांसपेशियों के ऊतक, संचार प्रणाली, कंकाल के सभी उपास्थि और हड्डी के तत्व, हाइलाइट, यौन प्रणाली।

16.फाइलोजेनी के मुख्य मार्ग। विचलन, अभिसरण, समानता। (52)

विकासवादी विकास जा सकता है विभिन्न तरीकेवस्तु और पर्यावरण के साथ उसके संबंध पर निर्भर करता है। फाइलोजेनेसिस के कई रूप हैं।

फाइलेटिक इवोल्यूशन एक निश्चित टैक्सोनोमिक समूह का क्रमिक विकासवादी पुनर्व्यवस्था है, जो एक नए समूह के उद्भव की ओर जाता है जो मूल से अलग है।फाइटेटिक इवोल्यूशन का एक उदाहरण घोड़े के कई पूर्वज हो सकते हैं: ईओगिप्पस - एपिगिप्पस - मेरिक-हिप्पस - गशोगिप्पस - आधुनिक घोड़ा।

विचलन - विकास का मुख्य मार्ग,जो डार्विनियन सिद्धांत के आधार पर सन्निहित था। डायवर्जेंट इवोल्यूशन एक टैक्सन के डायवर्जेंस द्वारा कई समूहों में विकास और अनुकूलन के प्राथमिक कारकों के प्रभाव के तहत निर्धारित किया जाता है अलग शर्तेंअस्तित्व।विचलन के साथ, समानता एक सामान्य मूल द्वारा निर्धारित की जाती है, और अंतर एक अलग वातावरण के अनुकूलन द्वारा निर्धारित किया जाता है। पारिस्थितिकी, पारिस्थितिक दौड़, भौगोलिक उप-प्रजातियों के निर्माण के दौरान एक प्रजाति के भीतर विचलन की शुरुआत। जैसे-जैसे वर्ण अलग होते हैं, किस्में प्रजातियाँ बन जाती हैं, प्रजातियाँ और अधिक विभेदीकरण से गुजरती हैं और जेनेरा बनाती हैं, जेनेरा परिवार बनते हैं, और इसी तरह।

विचलन कई रूप ले सकता है: द्विबीजपत्री शाखाओं में बंटना (एक प्रजाति को दो संतान प्रजातियों में तोड़ना), विकिरण (स्वर्ग का गिरना, एक प्रजाति का कई बच्चों की प्रजातियों में गिरना), बंटवारा (एक पुश्तैनी इकाई एक साथ सहायक कंपनियों के साथ मौजूद है, अलग-थलग अलग समयआबादी)।विचलन सजातीय अंगों के आधार पर विकसित होता है। एक उत्कृष्ट उदाहरणविचलन को गैलापागोस द्वीपसमूह के फ़िन्चेस में वर्णों का विचलन कहा जा सकता है।

विचलन का जैविक महत्व इस तथ्य में निहित है कि यह जीवित जीवों की विविधता की ओर जाता है, पारिस्थितिक निशानों पर प्रजातियों का एक समान वितरण करता है, और अस्तित्व के संघर्ष के तनाव को दूर करता है।

अभिसरण विचलन की विपरीत प्रक्रिया है। यह स्वतंत्र अधिग्रहण में समान शर्तों के तहत, समान वर्णों के रूपों में होता है जो मूल रूप से समान अंगों या संरचनाओं के आधार पर असंबंधित होते हैं।उदाहरण के लिए, तिल भालू के बिल वाले अंग समान होते हैं; Cetaceans और मछली के शरीर का आकार समान होता है। अभिसरण "टखने-पैर वाले" वैडिंग पक्षियों (क्रेन और बगुलों) के बीच सामान्य समानता को निर्धारित करता है। अभिसरण घटना में "भौगोलिक" (जलवायु) "समानताएं" शामिल हैं, जो समशीतोष्ण क्षेत्रों के निकटतम प्रतिनिधियों की तुलना में ठंडे देशों के गर्म-खून वाले जानवरों की एक बड़ी संख्या में व्यक्त की जाती हैं, पक्षियों में बड़ी संख्या में चंगुल और स्तनधारियों में बूंदों में आर्कटिक, उष्णकटिबंधीय पक्षियों के रंजकता में वृद्धि।

जंतुओं के दूरस्थ समूहों में अभिसरण के कारण होता है बाहरी परिस्थितियाँरिश्तेदारों को भी रिश्तेदारी को ध्यान में रखना चाहिए। इस संबंध में, वर्ग के भीतर अभिसरण देखा जाता है।

समानता।यदि पहले के अलग-अलग समूह अस्तित्व की विभिन्न स्थितियों में आते हैं, तो वे स्वतंत्र रूप से, समानांतर में, समान अनुकूली लक्षण बना सकते हैं।उदाहरण के लिए, गहरे समुद्र की मछलियों में, ल्यूमिनेसेंस के अंग समानांतर और स्वतंत्र रूप से उत्पन्न हुए; विभिन्न तंतुओं में कृपाण-दांतेदारता का विकास कभी-कभी समानताएं पूरे अंग प्रणाली या पूरे संगठन के हिस्से को कवर करती हैं। उदाहरण के लिए, उभयचर द्विश्वास मछली का समानांतर विकास। यह संभावना है कि इन समूहों के संबंधों से दो-सांसों और उभयचरों के बीच समानताएं निर्धारित की जाती हैं। विशेष रूप से महत्वपूर्ण हृदय की संरचना में समानताएं हैं और संचार प्रणाली. जीवों के बीच जितना अधिक संबंध होता है, उतना ही अधिक समानांतर विकास पूरे संगठन के महत्वपूर्ण भागों को कवर करता है। यह पेलियोन्टोलॉजिकल डेटा से भी स्पष्ट होता है, उदाहरण के लिए, सूंड का विकास। जीव एक-दूसरे के जितने निकट होते हैं, पर्यावरण में समान परिवर्तन के प्रति उनकी प्रतिक्रियाएँ उतनी ही समान होती हैं, उनकी संरचना में परिवर्तन समान (समानांतर) होते हैं। समानांतर विकास के लिए, बाहरी वातावरण और आंतरिक कारक (यानी, जीव की ऐतिहासिक रूप से स्थापित वंशानुगत संरचनाएं) दोनों महत्वपूर्ण हैं। अनुपात आंतरिक फ़ैक्टर्सबाहरी के साथ जीवों के विकास को निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, विभिन्न जलवायु क्षेत्रों में रहने वाले ungulates उड़ान से शिकारियों से भाग जाते हैं। इसलिए, ungulates में, पैर की उंगलियों की चरम डिग्री का विकास और फिर सीमांत पैर की उंगलियों में धीरे-धीरे कमी देखी जाती है।

समानांतर विकास के आनुवंशिक आधार।पर्यावरणीय कारकों में एक निश्चित बदलाव के साथ, संबंधित जीव इसी तरह बदलते हैं। प्राकृतिक चयन के माध्यम से अस्तित्व के संघर्ष में, ये परिवर्तन "वंशानुगत" रूप लेते हैं। चयन के लिए सामग्री संरचना में व्यक्तिगत विचलन है, अर्थात उत्परिवर्तन। संबंधित या करीबी रूप, एक नियम के रूप में, समान उत्परिवर्तन देते हैं (उदाहरण के लिए, विभिन्न प्रकार के ड्रोसोफिला)। हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि समानांतर उत्परिवर्तन एक ही जीन में समान परिवर्तनों पर आधारित होते हैं।

यह ज्ञात है कि एक ही जीव के विभिन्न जीन समान उत्परिवर्तन उत्पन्न करते हैं। खासकर अगर ये बदलाव मामूली हैं। और चूंकि विकास के क्रम में केवल छोटे उत्परिवर्तनों के संयोजन का चयन किया जाता है, समानांतर परिवर्तनों को एक अलग आनुवंशिक आधार पर बनाया जा सकता है।

पाठ्यक्रम कार्य

जीव विज्ञान में

"यूकेरियोटिक की उत्पत्ति

द्वारा पूरा किया गया: सेवरोवा वेरा

10वीं कक्षा, स्कूल N55

जाँचकर्ता: स्ट्रूकोवा एन.ए.

रियाज़ान 1999

1। सहजीवी सिद्धांत:

1.1 प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के बीच मौलिक अंतर;

1.2 प्रोकैरियोटिक जीव;

1.3 यूकेरियोटिक कोशिकाएं;

1.4 माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स;

1.5 यूकेरियोट्स की प्रकाश संश्लेषण की क्षमता;

2. जीवन के अग्रदूत;

3. किण्वन जीव:

3.1 प्रारंभिक कोशिकाओं के ऊर्जा स्रोत;

3.2 ऊर्जा के स्रोत के रूप में मेथनोजेनेसिस;

3.3 सायनोबैक्टीरिया और क्लोरोऑक्सीबैक्टीरिया;

4. प्रकाश संश्लेषण और वायु;

5. संघ और यूकेरियोट्स:

5.1 क्रमिक सहजीवन के सिद्धांत;

5.2 गतिशीलता का सहजीवी अधिग्रहण;

5.3 यूकेरियोट्स - प्रकाश संश्लेषक;

6. कोशिका विकास पर एक नजर:

6.1 प्रत्यक्ष filation की परिकल्पना;

6.2 परिकल्पना: सायनोबैक्टीरिया से शैवाल तक;

6.3 2 परिकल्पनाओं की अनुकूलता: प्रत्यक्ष filation और

एंडोसिम्बायोसिस;

7। निष्कर्ष;

8. साहित्य।

एंडोसिम्बियोसिस का सिद्धांत

पृथ्वी पर सभी जीवित जीवों को आमतौर पर प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में विभाजित किया जाता है। मुख्य विशेषताप्रोकैरियोट्स, यूकेरियोट्स के विपरीत, उनकी पूर्ण कमी है कोशिका केंद्रकएक झिल्ली से ढका हुआ। प्रोकैरियोटिक कोशिकाएं 1 माइक्रोमीटर के क्रम में आकार में बहुत छोटी होती हैं। आयतन यूकेरियोटिक कोशिकाएंएक पूर्ण विकसित नाभिक युक्त, प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं की मात्रा का 800 - 1000 गुना। इस संबंध में, कोशिकाओं - यूकेरियोट्स को महत्वपूर्ण कार्य करने के लिए एक बहुत बड़े झिल्ली तंत्र की आवश्यकता होती है। दरअसल, एक यूकेरियोटिक कोशिका में, प्लास्मलेमा और एक दूसरे से स्वतंत्र झिल्लियों से घिरी उपकोशिकीय संरचनाओं की पहचान की गई है। इन संरचनाओं को ऑर्गेनेल कहा जाता है। प्रत्येक ऑर्गेनेल: माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट, न्यूक्लियस, लाइसोसोम, गोल्गी तंत्र, आदि का कोशिका के जीवन में अपना विशिष्ट कार्य होता है।

आणविक-जैविक दृष्टिकोण की मदद से, ठोस सबूत प्राप्त हुए हैं कि सभी जीवित प्राणियों को 3 साम्राज्यों में विभाजित किया जाना चाहिए: बैक्टीरिया, आर्किया और यूकेरियोट्स। बैक्टीरिया और आर्किया पृथ्वी पर एक सामान्य पूर्वज - तथाकथित पूर्वज - से लगभग 4 बिलियन साल पहले उत्पन्न हुए थे, और जीवाश्म विज्ञानियों के अनुसार, यूकेरियोट्स प्रोकैरियोट्स के 500 मिलियन वर्ष बाद पृथ्वी पर दिखाई दिए। यूकेरियोटिक कोशिकाओं की उत्पत्ति का सबसे लोकप्रिय और पर्याप्त रूप से प्रमाणित विचार वर्तमान में विभिन्न प्रोकैरियोट्स के एकाधिक एंडोसिम्बायोसिस का विचार है। जाने-माने माइक्रोबायोलॉजिस्ट ए. क्लूवर और के. वान निएल के अनुसार, यह प्राचीन प्रोकैरियोट्स से था कि सबसे किफायती और अक्सर पॉलीफंक्शनल बायोकेमिकल प्रतिक्रियाओं वाली कोशिकाओं का चयन हुआ, जो आधार बन गया सबसे महत्वपूर्ण तरीकेउपापचय।

कोशिकाओं की उत्पत्ति और विकास का सहजीवी सिद्धांत दो अवधारणाओं पर आधारित है जो जीव विज्ञान के लिए नई हैं। इन अवधारणाओं में से पहली अवधारणा के अनुसार, जीवित प्रकृति में सबसे मौलिक अंतर प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के बीच का अंतर है, अर्थात। बैक्टीरिया और जीवों के बीच सच्चे नाभिक वाली कोशिकाएं - प्रोटिस्ट, जानवर, कवक और पौधे। दूसरी अवधारणा यह है कि यूकेरियोटिक कोशिकाओं के कुछ हिस्सों की उत्पत्ति सहजीवन के विकास से हुई है, अर्थात जीवों के बीच स्थायी संघों का निर्माण अलग - अलग प्रकार. यह माना जाता है कि ऑर्गेनेल के तीन वर्ग - माइटोकॉन्ड्रिया, सिलिया और प्रकाश संश्लेषक प्लास्टिड्स - मुक्त-जीवित जीवाणुओं से उत्पन्न हुए, जो सहजीवन के परिणामस्वरूप, प्रोकैरियोटिक मेजबानों की कोशिकाओं में एक निश्चित क्रम में शामिल थे। यह सिद्धांत आनुवंशिकीविदों, पारिस्थितिकीविदों, साइटोलॉजिस्टों और अन्य वैज्ञानिकों द्वारा विकसित नव-डार्विनियन विचारों पर बहुत अधिक निर्भर करता है, जिन्होंने मेंडेलियन आनुवंशिकी को डार्विनियन विचार से जोड़ा था। प्राकृतिक चयनयह पूरी तरह से नए या हाल ही में पुनर्जीवित वैज्ञानिक क्षेत्रों पर भी आकर्षित करता है: आणविक जीव विज्ञान पर, विशेष रूप से प्रोटीन की संरचना और अमीनो एसिड के अनुक्रम पर, माइक्रोप्रैलेन्टोलॉजी पर, जो पृथ्वी पर जीवन के शुरुआती निशानों का अध्ययन करता है, और यहां तक ​​कि भौतिकी और रसायन विज्ञान पर भी वातावरण, चूंकि ये विज्ञान जैविक मूल की गैसों से संबंधित हैं। सभी कोशिकीय जीवों को पांच जगत में बांटा जा सकता है: प्रोकैरियोटिक जगत (मोनेरा, जिसमें बैक्टीरिया भी शामिल हैं) और चार यूकेरियोटिक जगत (प्रोटोक्टिस्टा, एनिमलिया, फंगी, प्लांटी)। प्रोटोक्टिस्ट यूकेरियोटिक जीव हैं जो जानवर, कवक या पौधे नहीं हैं। प्रोटोक्टिस्ट जगत में शैवाल, प्रोटोजोआ, स्लाइम मोल्ड्स और अस्पष्ट मूल के अन्य यूकेरियोटिक जीव शामिल हैं। प्रोटिस्ट को एककोशिकीय यूकेरियोट्स के रूप में अधिक प्रतिबंधित रूप से परिभाषित किया गया है। इस प्रकार, राज्य प्रोटोक्टिस्टा में न केवल प्रोटिस्ट - एककोशिकीय यूकेरियोट्स शामिल हैं, बल्कि उनके निकटतम बहुकोशिकीय वंश भी शामिल हैं, जैसे कि लाल और भूरा शैवाल औरफफूंद के समान कई सूक्ष्मजीव, जैसे कि चिट्रिड्स। प्रत्यक्ष फिलाएशन के पारंपरिक दृष्टिकोण के अनुसार, माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स जैसे सेल ऑर्गेनेल सेल के कंपार्टमेंटलाइज़ेशन के माध्यम से उत्पन्न हुए।

कई प्रोकैरियोट्स फॉर्म

एक यूकेरियोट

कोशिकाएँ झिल्ली-बद्ध प्रणालियाँ हैं, जो स्व-प्रजनन में सक्षम जैविक इकाइयों में सबसे छोटी हैं। यहां तक ​​​​कि सबसे छोटी कोशिकाओं में डीएनए अणुओं (एक या अधिक) और एक प्रोटीन-संश्लेषण उपकरण के रूप में जीन होते हैं, जिसमें कई प्रकार के आरएनए और कई प्रोटीन होते हैं। सभी कोशिकाओं में राइबोसोम होते हैं, शरीर लगभग 0.02 माइक्रोमीटर व्यास के होते हैं, जो कम से कम तीन प्रकार के आरएनए और लगभग पचास विभिन्न प्रोटीनों से बने होते हैं। प्रोकैरियोटिक जीव सबसे छोटी जैविक इकाइयाँ हैं जो कोशिका की इस परिभाषा को पूरा करती हैं। उनके पास नाभिक नहीं है। दूसरी ओर, एकल यूकेरियोटिक (एक नाभिक युक्त) कोशिकाएं, एक निश्चित अर्थ में, इकाइयां बिल्कुल नहीं हैं। ये विभिन्न प्रोटीन-संश्लेषक इकाइयों (न्यूक्लियोसाइटोप्लाज्म, माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स) के परिसर हैं, जिनमें से प्रकार और संख्या प्रजातियों के आधार पर भिन्न होती है। इस प्रकार, इस सिद्धांत के अनुसार, प्रारंभिक स्वतंत्र तत्वों के सहयोग के परिणामस्वरूप यूकेरियोटिक कोशिकाएं उत्पन्न हुईं, जो एक में एकजुट थीं निश्चित आदेश. टेलर ने एक यूकेरियोटिक कोशिका के कुछ हिस्सों की अलग उत्पत्ति और विकास के इस विचार और उनके बाद के एकीकरण को क्रमिक एंडोसिम्बियोसिस का सिद्धांत कहा। स्थितियाँ उच्च तापमानऔर अम्लता ने अपने डीएनए की रक्षा के लिए प्रोटीन - हिस्टोन के एक विशेष वर्ग के न्यूक्लियोसाइटोप्लाज्म में उत्पादन का नेतृत्व किया। माइटोकॉन्ड्रिया कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में तीन कार्बन यौगिकों को तोड़ने में सक्षम थे। न्यूक्लियोसाइटोप्लाज्म और माइटोकॉन्ड्रिया का सहजीवी जुड़ाव उनकी पारस्परिक निर्भरता को मजबूत करने की दिशा में बदलने लगा। इस कॉम्प्लेक्स में मोटर ऑर्गेनेल - सिलिया और फ्लैगेला शामिल थे। इस परिवर्तन के बाद एक मोर्फोजेनेटिक परिवर्तन हुआ, जिसमें स्पष्ट कोशिकीय विषमता का विकास शामिल था। अन्योन्याश्रित न्यूक्लियोसाइटोप्लाज्म, माइटोकॉन्ड्रिया, अंडुलिपोडिया के एकीकरण के साथ, एक यूकेरियोटिक कोशिका की बहुजीनोमिक संरचना का निर्माण पूरा हो गया था। प्रथम यूकैरियोटिक कोशिका विषमपोषी थी। उसने तैयार कार्बनिक यौगिक खाए। इन यूकेरियोट्स में, माइटोसिस और फिर अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रियाएँ उत्पन्न हुईं। और अंत में, प्रकाश संश्लेषण की क्षमता के यूकेरियोट्स द्वारा अधिग्रहण मुख्य यूकेरियोटिक संगठन बनने की प्रक्रिया में हुआ और इसके पूरा होने के बाद - इस महाकाव्य में अंतिम घटना। सहजीवन अधिक से अधिक एकीकृत हो गया। वर्तमान में, अन्य अंगकों के उपापचयी उत्पादों पर प्रत्येक अंगक की निर्भरता इतनी पूर्ण हो गई है कि केवल आधुनिक तरीकेविश्लेषण आपको मूल भागीदारों के चयापचय मार्गों का पता लगाने की अनुमति देता है। यूकेरियोट्स अपनी संरचना में विविध हैं, लेकिन उपापचयी रूप से वे एक समान रहते हैं। यूकेरियोट्स की चयापचय चालें विकसित की गई हैं विभिन्न बैक्टीरियाउस समय से पहले भी जब वे एकजुट हुए, एक मेजबान और उसके जीवों में बदल गए। प्रोकैरियोट्स ने ऊर्जा प्राप्त करने के तरीके और जैवसंश्लेषण की पेचीदगियों में काफी विविधता हासिल की है। यूकेरियोटिक कोशिका से कंकाल वाले जानवरों जैसे बड़े जीवों के बनने से बहुत पहले उन्होंने अपने अस्तित्व का निशान छोड़ दिया था।

योजना प्रोऔर सहजीवन द्वारा यूकेरियोटिक कोशिकाओं का अभिसरण

जीवन के अग्रदूत

आज के जीवों के पूर्वज तीन अरब साल पहले पृथ्वी की सतह पर बने कार्बनिक यौगिकों से उत्पन्न हुए थे। इस अवधारणा की अपील आंशिक रूप से इसकी टेस्टेबिलिटी के कारण है।

एस. मिलर और एच. यूरे ने दिखाया कि युवा पृथ्वी पर होने वाली वायुमंडलीय परिस्थितियों में, अमीनो एसिड और अन्य कार्बनिक अणु बन सकते हैं। विभिन्न प्रकार केपृथ्वी के अस्तित्व के पहले अरब वर्षों के दौरान अनायास ही कार्बनिक अणुओं का निर्माण हुआ। इंटरस्टेलर स्पेस और उल्कापिंडों में कई कार्बनिक अणु पाए गए हैं। साधन, कार्बनिक यौगिकऊर्जा स्रोतों की उपस्थिति में, प्रकाश तत्वों की परस्पर क्रिया के दौरान उत्पन्न होती हैं। बहुमुखी प्रतिभा रासायनिक तंत्रबायोरिप्रोडक्शन का अर्थ है कि पृथ्वी पर सभी जीवन सामान्य पूर्वजों से आते हैं: सभी वर्तमान जीवन कोशिकाओं से डीएनए प्रतिकृति पर आधारित और मैसेंजर आरएनए द्वारा निर्देशित प्रोटीन संश्लेषण पर आधारित हैं।

किण्वन जीव

यह संभव है कि लिपोप्रोटीन झिल्लियों द्वारा शुरुआत से ही न्यूक्लिक एसिड पर्यावरण से अलग हो गए थे। डीएनए अणुओं में न्यूक्लियोटाइड्स के अनुक्रम द्वारा सूचना को एन्कोड किया जाने लगा। सबसे प्राचीन कोशिकाएं एटीपी और अमीनो एसिड का उपयोग करती हैं, जो प्रोटीन का हिस्सा हैं, ऊर्जा के प्रत्यक्ष स्रोत के रूप में और जैसे सरंचनात्मक घटक. तो - सबसे प्राचीन जीवन हेटरोट्रोफिक बैक्टीरिया के रूप में अस्तित्व में था जो अजैविक मूल के कार्बनिक पदार्थों से भोजन और ऊर्जा प्राप्त करता था। नव-डार्विनियन जैविक विकास के लिए तीन परिघटनाओं की आवश्यकता होती है: प्रजनन, उत्परिवर्तन और चयनात्मक पर्यावरणीय दबाव। प्रजनन जैविक विकास की एक अनुपयुक्त स्थिति है। पर्याप्त सटीक प्रजनन के साथ, उत्परिवर्तन और प्राकृतिक चयन अपरिहार्य हैं। ऐसे पुनरुत्पादन की उत्पत्ति की व्याख्या करना स्वयं जीवन की उत्पत्ति को समझना है। उत्परिवर्तन, विकास में परिवर्तनशीलता का प्राथमिक स्रोत, स्व-पुनरुत्पादन प्रणाली में वंशानुगत परिवर्तन की ओर जाता है। एक बार विश्वसनीय प्रजनन विकसित हो जाने के बाद, नव-डार्विनियन विकास शुरू हुआ। जीव जिन्होंने सिंथेटिक मार्ग विकसित किए हैं जरूरत पिंजराघटकों, दूसरों पर एक फायदा था। सबसे पुराने ऑटोट्रॉफ़्स, यानी जीव ऊर्जा के लिए अपनी जरूरतों को पूरा करने में सक्षम हैं और कार्बनिक पदार्थआह अकार्बनिक स्रोतों के कारण, अवायवीय मीथेन-उत्पादक बैक्टीरिया थे। प्रकाश संश्लेषण की क्षमता सबसे पहले बैक्टीरिया में विकसित हुई थी जो ऑक्सीजन के प्रति संवेदनशील होते हैं। अवशोषित सूरज की रोशनीजीवाणु क्लोरोफिल की मदद से, उन्होंने वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बनिक पदार्थों में परिवर्तित कर दिया। अवायवीय प्रकाश संश्लेषण के आगमन ने अपरिवर्तनीय रूप से पृथ्वी की सतह और वातावरण को बदल दिया।

कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल से हटा दिया गया और सामान्य प्रकाश संश्लेषण समीकरण के अनुसार कार्बनिक पदार्थ में बदल दिया गया: 2H2X+CO2=CH2O+2X+H2O। प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया जो CO2 जमा प्राथमिक सल्फर को कम करने के लिए हाइड्रोजन सल्फाइड का उपयोग करते हैं। उन्होंने ऑक्सीजन की रिहाई के साथ प्रकाश संश्लेषण में सक्षम बैक्टीरिया को जन्म दिया। इस प्रकार का प्रकाश संश्लेषण संभवतः प्रकाश संश्लेषक सल्फर बैक्टीरिया में उत्परिवर्तन के संचय के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ। इस मार्ग से नीले-हरे शैवाल या सायनोबैक्टीरिया का उदय हुआ। हाल ही में खोजा और अध्ययन किया एक नया समूहप्रकाश संश्लेषक प्रोकैरियोट्स जो O2 - क्लोरोक्सीबैक्टीरिया का उत्पादन करते हैं। यह माना जा सकता है कि यह सायनो- और क्लोरोक्सीबैक्टीरिया थे जो शैवाल और पौधों की कोशिकाओं में पाए जाने वाले प्लास्टिड्स के पूर्वज थे। माइक्रोबियल प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप O2 जमा होने के कारण, पृथ्वी का वातावरण ऑक्सीकरण हो गया, जिससे सभी जीवन का संकट पैदा हो गया - उस समय तक दुनिया एनारोबिक बैक्टीरिया से आबाद थी। जीवित रहने के लिए, रोगाणुओं को दलदल में छिपकर ऑक्सीजन से बचना पड़ता था, या उन्हें ऑक्सीजन की बढ़ती मात्रा से बचाने में सक्षम चयापचय विकसित करना पड़ता था।

प्रकाश संश्लेषण और वायु

लगभग 2 अरब साल पहले, एक के बाद एक, चयापचय विविधता बनाने के लिए विभिन्न विकासवादी प्रक्रियाएं हुईं। विशिष्ट एंजाइमों का उत्पादन करने की क्षमता को प्लास्मिड्स नामक वायरस जैसे कणों का उपयोग करके उसी प्रजाति के भीतर स्थानांतरित किया जा सकता है। प्रोकैरियोट्स की बायोसिंथेटिक क्षमताएँ हड़ताली हैं: कार्बन डाइऑक्साइड, कई लवणों और कम अकार्बनिक यौगिकों से जो ऊर्जा स्रोतों के रूप में काम करते हैं, केमोआटोट्रॉफ़िक सूक्ष्म जीव ऑक्सीजन युक्त अनलिमिटेड पानी में विकास और प्रजनन के लिए आवश्यक सभी सबसे जटिल मैक्रोमोलेक्यूल्स को संश्लेषित कर सकते हैं। इन जैव रासायनिक प्रक्रियाओं ने तत्वों के संचलन की प्रणालियों को तब भी जन्म दिया जब पौधे, कवक, जानवर नहीं थे।

संघों और यूकेरियोट्स।

सेल के विकास पर एक नज़र।

सीधी शाखा।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं की उत्पत्ति और विकास का पारंपरिक दृष्टिकोण यह है कि प्राकृतिक चयन के प्रभाव में उत्परिवर्तन के संचय के परिणामस्वरूप सभी जीवित जीव सीधे एक पैतृक आबादी से उतरे हैं।

प्वाइंट म्यूटेशन, दोहराव, विलोपन और अन्य वंशानुगत परिवर्तन, जिन्हें जानवरों और पौधों के विकास में भूमिका निभाने के लिए जाना जाता है, प्रोकैरियोटिक से यूकेरियोटिक कोशिकाओं के भेदभाव के लिए भी जिम्मेदार हैं - प्रत्यक्ष फ़िलिएशन का सिद्धांत। यानी, कोशिकाओं की गैर-सहजीवी उत्पत्ति की धारणा। शायद हरे शैवाल सभी पौधों के पूर्वजों के वंशज हैं। इन शैवाल की कई विशेषताएं बताती हैं कि उनके और पौधों के पूर्वज एक ही थे। जानवरों का फाइलोजेनी अधिक जटिल है, लेकिन प्रत्यक्ष फिलाएशन की अवधारणा शायद उनके विकासवादी पथों पर भी लागू होती है। स्पंज जाहिरा तौर पर जानवरों के अन्य समूहों से स्वतंत्र रूप से प्रोटिस्ट से विकसित हुए। तो, कम से कम जानवरों और पौधों के लिए, प्राकृतिक चयन के प्रभाव में व्यक्तिगत उत्परिवर्तन के संचय के माध्यम से अधिक सरल रूप से व्यवस्थित यूकेरियोट्स से जटिल यूकेरियोटिक जीवों की परिकल्पना काफी वैध है। विकासवादी नवाचार अत्यधिक उत्तम अनुकूल जीनों के संरक्षण पर निर्भर करते हैं। इसलिए, अपने पर्यावरण को नियंत्रित करने की बढ़ी हुई क्षमता वाले नए जीव सरल, यादृच्छिक बिंदु उत्परिवर्तन के माध्यम से नए गुणों को प्राप्त करने की तुलना में अत्यधिक अनुकूलित जीनों के दोहराव और पुनर्संयोजन को बनाए रखते हुए अधिक विकसित हुए। प्रत्यक्ष फिलाएशन की परिकल्पना प्रोकैरियोट्स से यूकेरियोट्स की उत्पत्ति की व्याख्या नहीं करती है। उदाहरण के लिए, समसूत्रण में अक्षम साइनोबैक्टीरिया और लाल शैवाल के रूप में पूर्ण विकसित माइटोसिस वाले ऐसे रूपों के बीच के अंतराल को प्रत्यक्ष फिलाएशन के दृष्टिकोण से समझना मुश्किल है, लेकिन यह सहजीवी सिद्धांत से स्वाभाविक रूप से अनुसरण करता है।

प्रत्यक्ष फिलायशन के सिद्धांत और सहजीवन के सिद्धांत के अनुसार, पृथ्वी पर सभी जीव जैव रासायनिक रूप से समान जीवाणु पूर्वजों से उत्पन्न हुए हैं, और यूकेरियोटिक रोगाणुओं ने पौधों और जानवरों को जन्म दिया है। प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया ने शैवाल और अंततः पौधों को जन्म दिया, और कुछ शैवाल ने अपने प्लास्टिड को खो दिया और कवक और जानवरों के पूर्वज बन गए। प्रत्यक्ष फिलाएशन सिद्धांतकार इस बात से सहमत हैं कि प्लास्टिड्स और अन्य यूकेरियोटिक अंग, नाभिक सहित, स्वयं कोशिकाओं के भीतर भेदभाव द्वारा गठित होते हैं और इसे एक वनस्पति मिथक कहते हैं।

पौधों के प्रकार का फाइलोजेनी

प्रत्यक्ष फिलाएशन (ए) के सिद्धांत के अनुरूप फाइलोजेनी की तुलना

और सहजीवन का सिद्धांत (बी)

प्रत्यक्ष फिलाएशन थ्योरी और सिंबियोटिक थ्योरी के बीच अंतर:

प्रत्यक्ष filation का सिद्धांत।

मुख्य द्विभाजन: जानवर - पौधे

प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोट्स (शैवाल और हरे पौधे) प्रकाश संश्लेषक प्रोकैरियोट्स (नीले-हरे शैवाल) से विकसित हुए

प्रीकैम्ब्रियन में पौधे और उनकी प्रकाश संश्लेषक प्रणालियां मोनोफिलेटिक रूप से विकसित हुईं।

जंतु और कवक उन स्वपोषियों से विकसित हुए जिन्होंने प्लास्टिड को खो दिया।

माइटोकॉन्ड्रिया प्रकाश संश्लेषक शैवाल में इंट्रासेल्युलर रूप से विभेदित होते हैं।

राइटवेड्स में, अनडोलिपोडिया, माइटोटिक उपकरण, और अन्य सभी यूकेरियोटिक ऑर्गेनेल इंट्रासेल्युलर रूप से विभेदित होते हैं।

सभी जीव अपने पूर्वजों - प्रोकैरियोट्स से एकल उत्परिवर्तन के संचय से उतरे हैं।

परिणाम: सिद्धांत के अनुसार, सही मातम होना चाहिए; इस सिद्धांत को जीवाश्म रिकॉर्ड से जोड़ना और संबंधित फाइलोजेनी का निर्माण करना मुश्किल है।

क्रमिक एंडोसिम्बियोसिस का सिद्धांत:

मुख्य द्विभाजन: प्रोकैरियोट्स - यूकेरियोट्स।

प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोट्स (परमाणु शैवाल और पौधे) और गैर-प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोट्स (जानवरों, कवक, प्रोटोजोआ) सामान्य हेटरोट्रोफिक पूर्वजों (अमीबोफ्लैगलेट्स) से विकसित हुए हैं।

आर्कियन में प्रकाश संश्लेषण का विकास बैक्टीरिया (साइनो- और क्लोरोऑक्सीबैक्टीरिया सहित) में मोनोफिलेटिक था, प्रकाश संश्लेषक प्रोटिस्ट अचानक उत्पन्न हुए जब उनके हेटरोट्रॉफ़िक प्रोटिस्ट-पूर्वजों ने प्रकाश संश्लेषक प्रोकैरियोट्स (प्रोटोप्लास्टिड्स) के साथ सहजीवन में प्रवेश किया।

जंतु और अधिकांश शैवाल और कवक सीधे परपोषी प्रोटिस्ट के वंशज हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया पहले से ही हेटरोट्रॉफ़िक प्रोटिस्ट में मौजूद थे जब सहजीवन के परिणामस्वरूप बाद वाले ने प्लास्टिड का अधिग्रहण किया। प्रोमिटोकॉन्ड्रिया को पहले सहजीवी तरीके से अधिग्रहित किया गया था।

अनुलिपोडियल प्रणाली के भेदभाव द्वारा हेटरोट्रोफिक यूकेरियोटिक प्रोटिस्ट में मिटोसिस विकसित हुआ।

प्रोकैरियोट्स प्रारंभिक प्रोकैरियोटिक पूर्वजों से एकल उत्परिवर्ती घटनाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से विकसित हुए, यूकेरियोट्स भी एकल उत्परिवर्तनीय घटनाओं के माध्यम से यूकेरियोटिक पूर्वजों से विकसित हुए, और यूकेरियोटिक पूर्वज सहजीवन की एक श्रृंखला के माध्यम से प्रोकैरियोट्स से विकसित हुए।

परिणाम: सिद्धांत जैव रासायनिक रास्ते और जीवों में उनके अतिरेक की व्याख्या करता है। यह एक सुसंगत फाइलोजेनी बनाने की अनुमति देता है जो प्रोटेरोज़ोइक और फैनेरोज़ोइक समय के बीच "जैविक अंतर" की व्याख्या करता है। सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि ऑर्गेनेल को प्रतिकृति प्रणालियों के अवशेषों को बनाए रखना चाहिए।

वानस्पतिक मिथक

जूसी के समय से निचले पौधेटैलोफाइट्स और उच्चतर वाले - ब्रायोफाइट्स और ट्रेकोफाइट्स कहलाते हैं। वानस्पतिक मिथक के अनुसार, प्रकाश संश्लेषक जीवाणुओं और नीले-हरे शैवाल के सामान्य पूर्वजों ने, प्रत्यक्ष फिलाएशन के माध्यम से, समुद्री शैवाल सहित यूकेरियोटिक शैवाल को जन्म दिया। वनस्पति विज्ञान के क्षेत्र में जीवों के समूह जिनके फ़िलेजनी सबसे अधिक प्रभावित होते हैं, वे वनस्पति विज्ञान के क्षेत्र में समाप्त हो गए - ये बैक्टीरिया, शैवाल, कवक और पौधे हैं।

हाइपोथेटिकल जीव जो सायनोबैक्टीरिया और हरे शैवाल के बीच की कड़ी हो सकते हैं, उन्हें पैतृक फाइटोमोनैड्स (पैतृक फाइटोमोनैड्स) या राइटवेड्स कहा जाता था। कुछ लेखकों ने तर्क दिया है कि साइनीडियम और साइनोफोरा यूकेरियोट्स, जो उनके वर्णक तंत्र में साइनोबैक्टीरिया के समान हैं, राइटवीड की भूमिका के लिए उपयुक्त उम्मीदवार हो सकते हैं। टैलोफाइट्स में, साइनोबैक्टीरिया के गैर-माइटोटिक अवस्था और हरे शैवाल और पौधों के पूर्ण विकसित विशिष्ट माइटोसिस के बीच कोई मध्यवर्ती रूप नहीं पाया गया। हालांकि मशरूम और फूलों वाले पौधेअंडुलिपोडिया से पूरी तरह से रहित, उन्हें माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन की विशेषता है, जिसके लिए सूक्ष्मनलिकाएं युक्त स्पिंडल की आवश्यकता होती है। इस बात पर आम सहमति है कि सूक्ष्मनलिकाएं वाले सभी बहुकोशिकीय जीव यूकेरियोटिक सूक्ष्मजीवों से अनडोलिपोडिया के वंशज हैं, लेकिन कोई नहीं जानता कि प्रोटिस्ट का कौन सा समूह है। प्रकाश संश्लेषण की प्राचीनता और जटिलता ने वानस्पतिक मिथक को पुष्ट किया, साथ ही यह तथ्य कि प्रकृति और प्रयोगशाला दोनों में कई जीवों (बैक्टीरिया, यूग्लीनोइड्स, परजीवी पौधों) में उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप प्रकाश संश्लेषण का नुकसान हुआ। चूंकि प्रकाश संश्लेषण एक अवायवीय प्रक्रिया है जो अंततः सभी जीवों के अस्तित्व को सुनिश्चित करती है, यह हमारे ग्रह पर जीवन के इतिहास में बहुत पहले ही विकसित हो गया होगा, माइटोसिस से पहले भी, जिसके लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, उत्पन्न हुई थी। बहुत जटिल झिल्लियों में एक व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित कई रंजक, लिपिड और एंजाइम प्रकाश संश्लेषण में शामिल होते हैं। साथ ही, शैवाल और पौधों में प्रकाश संश्लेषक तंत्र का विवरण, एक तरफ, और साइनोबैक्टीरिया में, दूसरी तरफ, समान रूप से समान हैं। ये सभी जीव पानी से ऑक्सीजन गैस छोड़ते हैं, जो कोशिका के कार्बनिक पदार्थ में CO2 को कम करने के लिए उपयोग किए जाने वाले हाइड्रोजन परमाणुओं के स्रोत के रूप में कार्य करता है। कई शैवाल और प्रोटोजोआ में न तो समसूत्रण होता है और न ही जानवरों और पौधों के समान आनुवंशिक प्रणाली होती है। सिलिअट्स में 2 प्रकार के नाभिकों के साथ एक विशेष आनुवंशिक प्रणाली होती है, और कोशिकाएं बहुसंख्यक होती हैं। एक प्रकार का नाभिक मैक्रोन्यूक्लि है, और दूसरा बहुत छोटा माइक्रोन्यूक्लि है। माइक्रोन्यूक्लि शारीरिक रूप से नगण्य हैं। हालाँकि, वे जीन की प्रतियाँ संग्रहीत करते हैं, और यौन प्रक्रिया के दौरान, वे अर्धसूत्रीविभाजन से गुजरते हैं। शारीरिक रूप से आवश्यक मैक्रोन्यूक्लि आरएनए ट्रांसक्रिप्शन की साइट के रूप में काम करते हैं और इस प्रकार सेल फिजियोलॉजी को नियंत्रित करते हैं। सायनोबैक्टीरिया और यूकेरियोटिक शैवाल के बीच संबंधों को स्पष्ट करने में कठिनाइयों में से एक है, अनडोलिपोडिया की उत्पत्ति पर डेटा की कमी: साइनोबैक्टीरिया के बीच कोई मध्यवर्ती लिंक नहीं पाया गया है, जिसमें कभी भी अनडोलिपोडिया नहीं होता है, और कई शैवाल जो करते हैं। एक और समस्या है पूर्ण अनुपस्थितिसायनोबैक्टीरिया में यौन प्रक्रिया: अलैंगिक साइनोबैक्टीरिया और शैवाल के बीच, जिनमें से अधिकांश एक यौन प्रक्रिया की विशेषता है, कोई मध्यवर्ती रूप नहीं थे। यह पाया गया कि अधिकांश शैवाल में किसी न किसी स्तर पर अनलिपोडिया होता है जीवन चक्र. शैवाल, प्रोटोजोआ, जानवरों और पौधों में मोबाइल संरचनाएं समान निकलीं: इन सभी में 0.024 माइक्रोन के व्यास के साथ सूक्ष्मनलिकाएं होती हैं। यह पता चला कि माइटोटिक स्पिंडल, यहां तक ​​​​कि कवक में भी, जिसमें अनडोलिपिया नहीं होता है, उसी व्यास के प्रोटीन सूक्ष्मनलिकाएं होते हैं जैसे कि अनडोलिपिया में। आधी सदी के लिए, यह बेहद प्रशंसनीय लग रहा था कि यूकेरियोटिक शैवाल साइनोबैक्टीरिया से विकसित हुआ है। इस वानस्पतिक मिथक ने उन धारणाओं को जन्म दिया जो कई वर्षों तक अनुसंधान के लिए एक प्रोत्साहन के रूप में कार्य करती थीं और समन्वय प्रणाली, मेंजिसके प्राप्त परिणामों का मूल्यांकन किया गया। यह दावा कि साइनोबैक्टीरिया और यूकेरियोटिक शैवाल के बीच संबंध समाप्त हो गए थे, कोई जीवाश्म निशान और जीवित अवशेष नहीं छोड़े, जीवित रोगाणुओं और जीवाश्मों पर नए डेटा के रूप में कम और कम आश्वस्त हो गए। प्रकाश संश्लेषक प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के बीच मुख्य मध्यवर्ती लिंक बिना किसी निशान के मर गए, जैसा कि वनस्पति मिथक द्वारा आवश्यक है - वे कभी अस्तित्व में नहीं थे। क्रमिक एंडोसिम्बियोसिस के सिद्धांत के अनुसार, सायनोबैक्टीरिया वास्तव में पूर्वज हैं, लेकिन केवल प्लास्टिड्स हैं, और बाकी यूकेरियोटिक कोशिका नहीं हैं, और निश्चित रूप से इसके नाभिक नहीं हैं। और फिर भी, नाभिक की उत्पत्ति के प्रश्न में, प्रत्यक्ष संचलन की परिकल्पना और सहजीवन के सिद्धांत संगत हैं। सहजीवन के सिद्धांत के चरम संस्करण के लिए विचारणीय संशोधनों में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, प्लास्टिड्स की सहजीवी उत्पत्ति का विचार, लेकिन माइटोकॉन्ड्रिया नहीं, या प्लास्टिड्स और माइटोकॉन्ड्रिया की सहजीवी उत्पत्ति, लेकिन अनडोलिपोडिया नहीं। प्रत्यक्ष फिलाएशन के समर्थकों ने सहजीवन के माध्यम से नाभिक की उत्पत्ति के बारे में एक धारणा भी सामने रखी।

क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया की एंडोसिम्बायोटिक उत्पत्ति के लिए महत्वपूर्ण साक्ष्य।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं के सबसे महत्वपूर्ण अंगों की उत्पत्ति का सबसे महत्वपूर्ण प्रमाण - प्रोकैरियोट्स से क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया में प्राप्त किया गया था पिछले साल काराइबोसोमल आरएनए की संरचना का अध्ययन करते समय। आणविक जीवविज्ञानी

K. Woz ने पहले ही 80 के दशक में दिखाया था कि प्लांट क्लोरोप्लास्ट के राइबोसोम से RNA की संरचना कुछ साइनोबैक्टीरिया से RNA की संरचना के लगभग समान है। उसी समय, शोधकर्ताओं के एक समूह ने पाया कि विभिन्न यूकेरियोट्स के माइटोकॉन्ड्रिया से प्राप्त राइबोसोम का आरएनए कुछ बैक्टीरिया के आरएनए के समान है, विशेष रूप से जीनस पैराकोकस के बैक्टीरिया में। इस जीवाणु के श्वसन एंजाइमों का सेट बहुत समान है

पशु माइटोकॉन्ड्रिया का "श्वसन पहनावा"।

ये डेटा स्पष्ट रूप से समर्थन करते हैं अधिक संभावनायूकेरियोटिक कोशिकाओं की एंडोसिम्बायोटिक उत्पत्ति। एंडोसिम्बायोसिस की घटना अभी भी प्रकृति में बहुत व्यापक है। यह ज्ञात है कि कुछ के शरीर पर मरीन मछलीचमकीले बैक्टीरिया अक्सर बस जाते हैं, जो न केवल अपने स्वयं के जीवन के लिए महान लाभ प्राप्त करते हैं, बल्कि मेजबान जीवों के लिए भी बहुत उपयोगी होते हैं। उपरोक्त सभी बहुत छोटे प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं से यूकेरियोटिक कोशिकाओं के एंडोसिम्बायोटिक उत्पत्ति के पक्ष में गवाही देते हैं। हालांकि, मुख्य प्रश्न मेजबान कोशिका की प्रकृति को स्थापित करना है, क्योंकि यूकेरियोटिक कोशिकाओं में एक खोल के साथ एक अच्छी तरह से गठित नाभिक होता है, जबकि प्रोकैरियोट्स में ऐसा कोई नाभिक नहीं होता है। उदाहरण के लिए, एल मार्गेलिस का मानना ​​है कि मेजबान कोशिकाओं की भूमिका प्रोकैरियोट्स - पूर्ववर्तियों द्वारा निभाई जा सकती है आधुनिक बैक्टीरियामाइकोप्लाज्मा से संबंधित - बहुत आदिम रूप से निर्मित प्रोकैरियोट्स, व्यावहारिक रूप से कोशिका भित्ति से रहित। में हाल तकजापानी वैज्ञानिक के कार्य प्रकट हुए और व्यापक रूप से चर्चा की गई

टी ओशिमा। कई प्रो- और यूकेरियोट्स के राइबोसोमल आरएनए की संरचना के गहन अध्ययन के आधार पर, आर्किया के अब तक के अल्प-अध्ययन वाले सुपरकिंगडम के कई प्रतिनिधियों सहित, यह लेखक निष्कर्ष निकालता है कि मेजबान कोशिका आधुनिक आर्किया के पूर्वजों में से एक थी। यह कहा जाना चाहिए कि इस सुपरकिंगडम के प्रतिनिधियों में, बैक्टीरिया के विपरीत, यूकेरियोट्स के साथ बहुत अधिक जैव रासायनिक और आणविक जैविक विशेषताएं हैं। टी। ओशिमा के नवीनतम कार्यों में, इस तथ्य के पक्ष में तर्क दिए गए हैं कि यूकेरियोट्स के उद्भव के समय मेजबान सेल आर्किया का पूर्वज था, इन प्रोकैरियोट्स के आधुनिक प्रतिनिधियों में से एक के समान - थर्मोप्लाज्मा। मल्टीपल एंडोसिम्बियोसिस की प्रक्रिया में यूकेरियोटिक सेल को जन्म देने वाले होस्ट सेल की प्रकृति को स्थापित करने की समस्या का अंतिम समाधान क्या होगा, यह आगे के अध्ययनों द्वारा दिखाया जाएगा।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं की उत्पत्ति की सबसे लोकप्रिय और प्रमाणित परिकल्पना वर्तमान में प्रस्तुत की गई है

बैक्टीरिया और आर्किया से संबंधित विभिन्न प्रोकैरियोट्स का एंडोसिंबियोसिस, जो जीवित कोशिकाओं के पृथ्वी पर अस्तित्व के पहले 1.5-2 बिलियन वर्षों के दौरान विकास की प्रक्रिया में कई बार हुआ। राइबोसोमल आरएनए की संरचना के अध्ययन में दुनिया के अग्रणी जीवविज्ञानी द्वारा क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया की एंडोसिम्बायोटिक उत्पत्ति का निर्णायक सबूत प्राप्त किया गया था। ये डेटा स्पष्ट रूप से समर्थन करते हैं उच्च संभावनाबहुत छोटी (परिमाण के कई आदेशों द्वारा) प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं से यूकेरियोटिक कोशिकाओं की एंडोसिम्बायोटिक उत्पत्ति।

साहित्य

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प्रोकैरियोटे (पूर्व-परमाणु) शब्द परमाणु संरचनाओं के एक आदिम संगठन के साथ सूक्ष्मजीवों को संदर्भित करता है। यह नाम 1968 में कनाडाई वैज्ञानिक मरे द्वारा प्रस्तावित किया गया था।

XX सदी की दूसरी छमाही में। यह स्पष्ट हो गया कि सभी जीवित जीव सेलुलर संरचना, दो समूहों में से एक को सौंपा जा सकता है - प्रोकैरियोट्स या यूकेरियोट्स। प्रोकैरियोटिक कोशिकाएं सरल होती हैं - वे एक खोल से घिरे नाभिक से रहित होती हैं। कुछ समय के लिए, यह माना जाता था कि "प्रोकैरियोट्स" और "बैक्टीरिया" शब्द पर्यायवाची हैं और बैक्टीरिया जीवित जीवों के विकास की एक स्वतंत्र और एकीकृत शाखा का प्रतिनिधित्व करते हैं। हालांकि, सबूत धीरे-धीरे जमा हो गए कि कुछ जीवाणुओं के बीच मतभेद महत्वपूर्ण हो सकते हैं और यह संकेत देते हैं कि उनके पास निकट विकासवादी संबंध नहीं है। विशेष रूप से बडा महत्वराइबोसोमल और ट्रांसपोर्ट राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) की संरचना पर डेटा से जुड़ा हुआ है। वर्तमान में, राइबोसोमल आरएनए अणुओं में आधार अनुक्रमों की तुलना के परिणामों के आधार पर जीवों के संबंध को आंका जाता है। इस तरह के डेटा, साथ ही प्रोकैरियोट्स की अन्य विशेषताओं ने दिखाया कि, वास्तव में, प्रोकैरियोट्स को कम से कम दो समूहों में अलग-अलग मूल और विकासवादी पथों के साथ विभाजित किया जाना चाहिए। इसके अलावा, यूकेरियोटिक कोशिकाएं न केवल अधिक जटिल रूप से संगठित होती हैं, बल्कि उनमें ऐसे तत्व भी होते हैं जो उन्हें आधुनिक प्रोकैरियोट्स के पूर्वजों से नहीं मिल सकते थे। ये, सबसे पहले, साइटोप्लाज्मिक राइबोसोम हैं, जो प्रोकैरियोटिक राइबोसोम से अलग हैं। मौलिक समानता जेनेटिक कोडमैक्रोमोलेक्यूल्स का संगठन और प्रोटीन संश्लेषण का जैव रासायनिक तंत्र सभी जीवित जीवों की उत्पत्ति की एकता को इंगित करता है। यह माना जाता है कि एक निश्चित सामान्य पूर्वज था - "पूर्वज", लेकिन वह क्या था अज्ञात है। यह पूर्वज विकासवादी वृक्ष की तीन स्वतंत्र शाखाओं को जन्म दे सकता है। पदानुक्रमित व्यवस्था के दृष्टिकोण से, इन शाखाओं को पारंपरिक साम्राज्यों की तुलना में उच्च रैंक वाले डोमेन के रूप में माना जाना प्रस्तावित है। ये डोमेन (साम्राज्य) हैं यूबैक्टीरिया, आर्कबैक्टीरिया, यूकेरियोटा (यूबैक्टीरिया, आर्कबैक्टीरिया और यूकेरियोट्स)। आर्कबैक्टीरिया, यूबैक्टीरिया और यूकेरियोट्स की सामान्य और विभेदक विशेषताएं तालिका में दी गई हैं।

एक प्रोकैरियोटिक कोशिका की मुख्य विशेषता एक नाभिक की अनुपस्थिति है, जो एक डबल झिल्ली द्वारा साइटोप्लाज्म से सीमित होती है। वंशानुगत सामग्री जीवाणु गुणसूत्र में केंद्रित होती है, जिसे आमतौर पर एक गोलाकार डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु के रूप में दर्शाया जाता है। कुछ स्पाइरोकेट्स में रैखिक गुणसूत्र होते हैं, जबकि एक्टिनोमाइसेट्स में "छद्म-अंगूठी" गुणसूत्र होते हैं। धागे जैसा डीएनए अणु एक नाभिक के रूप में कार्य करता है और कोशिका के मध्य क्षेत्र में स्थित होता है, जिसे "न्यूक्लियॉइड" कहा जाता है। एक इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में, एक जीवाणु कोशिका के एक भाग पर, यह क्षेत्र बाकी साइटोप्लाज्म की तुलना में हल्का दिखता है।

प्रोकैरियोटिक कोशिका में इसके अतिसंरचनात्मक और दोनों से संबंधित कई मूलभूत विशेषताएं हैं रासायनिक संगठन. सबसे पहले, जीवाणु कोशिका में कोई झिल्ली नेटवर्क नहीं है - एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम। प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में, कोशिका भित्ति के नीचे स्थित साइटोप्लाज्मिक झिल्ली और बाहर से प्रोटोप्लास्ट को घेरना कोशिका में एकमात्र झिल्ली है।

प्रत्येक कोशिका के आसपास की साइटोप्लाज्मिक झिल्ली इसके आकार को निर्धारित करती है और यह सुनिश्चित करती है कि सेलुलर सामग्री और पर्यावरण के बीच महत्वपूर्ण अंतर बना रहे। लेकिन झिल्ली सिर्फ एक यांत्रिक विभाजन नहीं है। यह एक उच्च चयनात्मक फिल्टर के रूप में भी कार्य करता है जो झिल्ली के दोनों किनारों पर आयन सांद्रता में अंतर बनाए रखता है और पोषक तत्वों को कोशिका में प्रवेश करने और अपशिष्ट उत्पादों को बाहर निकलने की अनुमति देता है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली गैर-सहसंयोजक अंतःक्रियाओं द्वारा एक साथ रखे गए लिपिड और प्रोटीन अणुओं का एक समूह है। में इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शीझिल्लियां स्पष्ट तीन-परत संरचना के साथ लगभग 7 एनएम मोटी चादर की तरह दिखती हैं। लिपिड अणुओं की दोहरी परत झिल्ली की संरचनात्मक विशेषताओं को निर्धारित करती है, जबकि प्रोटीन अधिकांश झिल्ली कार्यों के लिए जिम्मेदार होते हैं।

आर्कबैक्टीरिया, यूबैक्टीरिया और यूकेरियोट्स की मुख्य विशेषताएं

लक्षण	Archaebacteria	यूबैक्टीरिया	यूकैर्योसाइटों
विशिष्ट जीव	मेथनोगेंस, अत्यधिक थर्मोफाइल, हेलोफाइल	बैक्टीरिया के मुख्य समूह	प्रोटिस्ट, कवक, पौधे, जानवर
विशिष्ट आयाम, माइक्रोन	0,5-4	0,5-4	5 से अधिक
जीनोम	रिंग क्रोमोसोम	रिंग क्रोमोसोम	कई जटिल गुणसूत्रों के साथ नाभिक
झिल्ली संरचनाएं: एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम गोल्गी कॉम्प्लेक्स लाइसोसोम	नहीं, नहीं, नहीं	नहीं, नहीं, नहीं	हां हां हां
माइटोकॉन्ड्रिया	नहीं	नहीं	वहाँ है
क्लोरोप्लास्ट	कोई नहीं (कभी-कभी थायलाकोइड्स)	नहीं	नहीं (कवक और जानवरों में), हाँ (पौधों और शैवाल में)
छत की भीतरी दीवार	प्रोटीन, स्यूडोम्यूरिन	म्यूरिन, लिपोपॉलेसेकेराइड	विभिन्न
राइबोसोम	70S*	70 एस	80S (साइटोप्लाज्म में) + ऑर्गेनेल के 705 राइबोसोम, जैसा कि बैक्टीरिया में होता है
आरएनए पोलीमरेज़	जटिल	सरल	जटिल
कशाभिका	सरल	सरल, एक या अधिक तंतुओं से बना	जटिल संरचना (2х9)+2
नाइट्रोजन नियतन	वहाँ है	वहाँ है	नहीं
अवायुश्वसन	वहाँ है	वहाँ है	नहीं
chemosynthesis	वहाँ है	वहाँ है	नहीं

S* - स्वेडबर्ग अवसादन इकाई राइबोसोम के आकार की विशेषता है

प्रोकैरियोट्स के साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में, कई आक्रमण होते हैं - आक्रमण जो विभिन्न कार्य करते हैं। उनमें एंजाइम हो सकते हैं और पुटिकाओं की तरह दिखते हैं या मेसोसोम होते हैं और कोशिका विभाजन में शामिल होते हैं। प्रोकैरियोट्स की साइटोप्लाज्मिक झिल्ली ऊर्जा चयापचय एंजाइमों के स्थानीयकरण की साइट है और इसलिए, माइटोकॉन्ड्रिया का कार्य करती है, जो प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में अनुपस्थित हैं। इसलिए, बैक्टीरिया के साथ उच्च स्तरश्वसन चयापचय, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली विशेष रूप से विकसित होती है, अर्थात। इसमें कई अंतर्वलन होते हैं, जो इसकी सतह को बढ़ाते हैं। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली भी न्यूक्लियॉइड के विभाजन में शामिल होती है। सर्कुलर डीएनए झिल्ली पर तय होता है और प्रतिकृति (दोहरीकरण) के बाद झिल्ली के विकास के कारण दो नई कोशिकाओं में बदल जाता है। एंडोस्पोर कवर साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से बनते हैं। यह कोशिका में पदार्थों के प्रवेश का मुख्य अवरोध भी है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली बड़े अणुओं को गुजरने की अनुमति नहीं देती है, यह पिनोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस में सक्षम नहीं है।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के बाहर स्थित संरचनाएं - कोशिका भित्ति, कैप्सूल, श्लेष्मा झिल्ली, फ्लैगेला, फिम्ब्रिया, पिली, विली - सतह संरचनाएं हैं।

कोशिका भित्ति अधिकांश प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं का एक महत्वपूर्ण और अनिवार्य संरचनात्मक तत्व है (असली बैक्टीरिया, आर्कबैक्टीरिया और माइकोप्लाज्मा की गिनती नहीं), कैप्सूल या श्लेष्म झिल्ली के नीचे स्थित है या, बाद की अनुपस्थिति में, पर्यावरण के संपर्क में है। कोशिका भित्ति प्रोटोप्लास्ट और के बीच एक यांत्रिक बाधा के रूप में कार्य करती है बाहरी वातावरणऔर कोशिका को उसमें निहित एक निश्चित आकार देता है।

संरचना और रासायनिक संरचना के संदर्भ में, प्रोकैरियोट्स की कोशिका भित्ति यूकेरियोटिक जीवों से तेजी से भिन्न होती है। प्रोकैरियोट्स की कोशिका भित्ति में कई परतें होती हैं, जिनमें से मुख्य - फ्रेम - ताकत के लिए जिम्मेदार परत, एक विशेष पदार्थ - म्यूरिन पेप्टिडोग्लाइकन से बनती है, जो केवल प्रोकैरियोटिक कोशिका द्वारा संश्लेषित होती है और अन्य जीवों में नहीं पाई जाती है। सच्चे प्रोकैरियोट्स के समूह में, दो मुख्य प्रकार की कोशिका भित्ति संरचनाएँ प्रतिष्ठित हैं। ये दो प्रकार ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया के अनुरूप हैं। इन समूहों के नाम क्षमता या अक्षमता से आते हैं विभिन्न बैक्टीरियाग्राम के अनुसार दाग। 1884 में, डेनिश चिकित्सक के. ग्राम, जो टिश्यू स्टेनिंग में शामिल थे, ने एक स्टेनिंग विधि प्रस्तावित की, जिसे बाद में बैक्टीरिया के लिए इस्तेमाल किया गया। यदि यूबैक्टीरिया की निश्चित कोशिकाओं को पहले क्रिस्टल वायलेट के घोल से और फिर आयोडीन से उपचारित किया जाता है, तो एक रंगीन परिसर बनता है। शराब के साथ बाद के उपचार के दौरान, कोशिका भित्ति की संरचना के आधार पर, परिसर का भाग्य अलग होता है: तथाकथित ग्राम-पॉजिटिव प्रजातियों में, यह परिसर कोशिका द्वारा बनाए रखा जाता है और बाद में रंगीन रहता है, ग्राम-नकारात्मक में प्रजातियों, रंगीन परिसर को कोशिका से बाहर धोया जाता है, और वे फीके पड़ जाते हैं। यह पाया गया कि प्रोटोप्लास्ट पर रंगीन कॉम्प्लेक्स बनता है, लेकिन सेल द्वारा इसकी अवधारण या शराब के साथ बाद के उपचार के दौरान इससे लीचिंग सेल की दीवार की संरचनात्मक विशेषताओं द्वारा निर्धारित की जाती है। ग्राम दाग विधि मिली विस्तृत आवेदनबैक्टीरिया के भेदभाव के लिए सूक्ष्मजीवविज्ञानी अभ्यास में।

ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव यूबैक्टीरिया की कोशिका भित्ति रासायनिक संरचना और अल्ट्रास्ट्रक्चर दोनों में तेजी से भिन्न होती है।

ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति का बड़ा हिस्सा एक विशिष्ट हेटरोपॉलीमर - पेप्टिडोग्लाइकन म्यूरिन है। अणु का पॉलीसेकेराइड बैकबोन एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन और एन-एसिटाइलमुरामिक एसिड के वैकल्पिक अवशेषों से बनाया गया है, जो ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े हुए हैं। पेप्टिडोग्लाइकन के अलावा, ग्राम पॉजिटिव यूबैक्टीरिया की कोशिका भित्ति में टेइकोइक एसिड और पॉलीसेकेराइड शामिल हैं। टेकोइक एसिड पॉलिमर पर आधारित होते हैं पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल(राइबिटोल और ग्लिसरॉल), फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं।

ग्राम-नकारात्मक यूबैक्टीरिया में ग्राम-पॉजिटिव वाले की तुलना में बहुत अधिक जटिल कोशिका भित्ति होती है। इसमें बहुत कुछ है अधिकविभिन्न के मैक्रोमोलेक्युलस रासायनिक प्रकार. पेप्टिडोग्लाइकन कोशिका भित्ति की केवल आंतरिक परत बनाता है, शिथिल रूप से साइटोप्लाज्मिक झिल्ली का पालन करता है। पेप्टिडोग्लाइकेन के बाहर कोशिका भित्ति की एक अतिरिक्त परत होती है - बाहरी झिल्ली, जिसमें फॉस्फोलिपिड्स (प्राथमिक झिल्लियों के लिए विशिष्ट), प्रोटीन, लिपोप्रोटीन और लिपोपॉलीसेकेराइड होते हैं।

ग्राम दागों के संबंध में बैक्टीरिया के दो समूहों के बीच अनुभवजन्य रूप से पाया गया अंतर कई अन्य महत्वपूर्ण लक्षणों के साथ सहसंबद्ध पाया गया। उदाहरण के लिए, ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया कोशिका में अनुप्रस्थ सेप्टम के निर्माण के कारण बाइनरी विखंडन द्वारा गुणा करते हैं, ग्राम-नकारात्मक - एक कसना के गठन से। पूर्व पेनिसिलिन के प्रति संवेदनशील हैं, बाद वाले नहीं हैं। ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया एंडोस्पोर्स नहीं बनाते हैं, जबकि कुछ ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया करते हैं।

प्रोकैरियोट्स की कोशिका भित्ति विभिन्न प्रकार के कार्य करती है: यह यांत्रिक रूप से कोशिका को पर्यावरणीय प्रभावों से बचाती है, इसके बाहरी आकार को बनाए रखती है, और कोशिका को हाइपोटोनिक समाधानों में मौजूद रहने में सक्षम बनाती है। सबसे पहले, यह पेप्टिडोग्लाइकन की "योग्यता" है। कोशिका में पदार्थों की पारगम्यता और परिवहन कोशिका भित्ति से जुड़ा होता है।

बैक्टीरिया में साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के नीचे साइटोप्लाज्म होता है। यह एक कोलाइडल प्रणाली है जिसमें पानी, प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट, खनिज यौगिक और अन्य पदार्थ होते हैं, जिनका अनुपात बैक्टीरिया के प्रकार और उनकी उम्र के आधार पर भिन्न होता है। एक प्रोकैरियोटिक कोशिका का साइटोप्लाज्म चक्रीय गति के अधीन नहीं है, जैसा कि पौधों में होता है, या सिकुड़ा हुआ घटना, जैसा कि अमीबा में होता है। जीवाणु कोशिकाएंअन्य तंत्रों के कारण आंदोलन करें: या तो बस व्यवस्थित फ्लैगेल्ला की मदद से, जो यूकेरियोट्स के जटिल फ्लैगेला से भिन्न होते हैं, वे सक्रिय रूप से एक तरल माध्यम या ग्लाइड में तैरते हैं, बलगम को स्रावित करते हैं और एक घने सब्सट्रेट की सतह के साथ चलते हैं।

बैक्टीरिया की मोटाइल कोशिकाएं कुछ कारकों द्वारा निर्धारित दिशा में सक्रिय रूप से चलती हैं। बैक्टीरिया के ऐसे निर्देशित आंदोलनों को "टैक्सी" कहा जाता है। केमोटैक्सिस, फोटोटैक्सिस, मैग्नेटोटैक्सिस, थर्मोटैक्सिस, विस्कोसिटैक्सिस (समाधान की चिपचिपाहट में बदलाव की प्रतिक्रिया) हैं।

आराम करने वाले बैक्टीरिया कोशिकाओं को ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में एंडोस्पोर्स द्वारा, ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में - सिस्ट द्वारा दर्शाया जाता है। बैक्टीरियल बीजाणुओं में प्रतिकूल प्रभावों के लिए एक अद्वितीय प्रतिरोध होता है। विशेष रूप से गर्मी के लिए बैक्टीरिया के बीजाणुओं का प्रतिरोध हड़ताली है: कुछ बीजाणु 1 घंटे या उससे अधिक समय तक उबलने को सहन करते हैं और व्यवहार्यता नहीं खोते हैं। बीजाणुओं और सुखाने के लिए बहुत प्रतिरोधी। बीजाणुओं की स्थिरता उनकी कोशिका भित्ति - प्रांतस्था में एक विशेष परत की उपस्थिति से जुड़ी होती है।

बीजाणु निर्माण के दौरान, जीवाणु कोशिकाएं कभी-कभी धुरी, नींबू, या का एक असामान्य आकार प्राप्त कर लेती हैं ढोल का छड़ी. एंडोस्पोर आमतौर पर प्रति कोशिका एक होता है, लेकिन चार से अधिक बीजाणु वाले बैक्टीरिया होते हैं। कुछ अवायवीय जीवाणुबीजाणुओं पर, सेलुलर कैप बनते हैं, जो गैस रिक्तिका से बने होते हैं, या विभिन्न प्रकार के बहिर्गमन होते हैं

प्रोकैरियोट्स में बैक्टीरिया के बीजाणु केवल निष्क्रियता के रूप नहीं हैं। ग्राम-रीडिंग बैक्टीरिया, जो एंडोस्पोर्स बनाने में सक्षम नहीं हैं, कुछ मामलों में अल्सर में बदल जाते हैं - विशेष कोशिकाएंमोटे बाहरी आवरण के साथ (जैसे। , एज़ोटोबैक्टर क्रोकोकम)

बाहर, प्रोकैरियोट्स की कोशिका भित्ति अक्सर एक श्लेष्म पदार्थ से घिरी होती है। संरचनात्मक विशेषताओं के आधार पर इस तरह की संरचनाओं को कैप्सूल, श्लेष्म परत, म्यान या म्यान (फिलामेंटस बैक्टीरिया में) कहा जाता है। ये सभी प्रोकैरियोट्स द्वारा कार्बनिक पॉलिमर के जैवसंश्लेषण और कोशिकाओं के चारों ओर उनके जमाव का परिणाम हैं।

कैप्सूल, म्यूकस फॉर्मेशन और शीथ में ऐसे घटक हो सकते हैं जो कोशिका भित्ति के समान हों, लेकिन वे रासायनिक संरचनासमान नहीं। एक नियम के रूप में, बैक्टीरिया द्वारा गठित कैप्सूल की रासायनिक संरचना जीनस- और प्रजाति-विशिष्ट होती है। अधिकांश प्रोकैरियोटिक कैप्सूल के मुख्य रासायनिक घटक पॉलीसेकेराइड हैं। अपवाद कुछ प्रकार के बेसिली के कैप्सूल हैं, जो एक पॉलीपेप्टाइड से निर्मित होते हैं, जो ग्लूटामिक एसिड का एक बहुलक है। मामले - और भी जटिल संरचनाएं, उनके पास एक अधिक जटिल रासायनिक संरचना होती है और इसमें शर्करा, प्रोटीन, लिपिड होते हैं।

कैप्सूल की अलग-अलग मोटाई होती है और इन्हें आसानी से पहचाना जा सकता है
एक खुर्दबीन के नीचे काली स्याही के साथ तैयारी के नकारात्मक विपरीत के साथ।

कैप्सूल और आवरण कोशिका को नुकसान और सूखने से बचाते हैं, एक अतिरिक्त आसमाटिक अवरोध पैदा करते हैं, फेज के प्रवेश में बाधा के रूप में काम करते हैं, वे कोशिकाओं के चारों ओर एक विशेष वातावरण बनाते हैं जो एक निश्चित प्रदान करता है जल शासन. कैप्सूल के विशिष्ट कार्य हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया में, उदाहरण के लिए, वे विभिन्न प्रजातियों के पौधों के मूल बालों के लिए चयनात्मक लगाव का निर्धारण करते हैं। कभी-कभी कैप्सूल को आरक्षित पोषक तत्वों के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। बलगम की मदद से, एक कॉलोनी में कोशिकाओं के बीच संचार किया जाता है, कोशिकाओं को विभिन्न सतहों से जोड़ा जाता है

कैप्सूल पॉलीसेकेराइड मिट्टी के घोल के साथ बातचीत करते हैं, वे मिट्टी के खनिजों को नष्ट कर सकते हैं, एकत्रीकरण की प्रक्रियाओं में भाग ले सकते हैं और जल प्रतिरोधी मिट्टी संरचना का निर्माण कर सकते हैं। शायद ह्यूमिक पदार्थों के निर्माण की प्रक्रिया में माइक्रोबियल बाह्यकोशिकीय बलगम का समावेश।

प्रोकैरियोट्स की कोशिका का आकार बहुत विविध है। ज्ञात प्रोकैरियोट्स गोलाकार, छड़ के आकार के, सर्पिल रूप से मुड़े हुए, अल्पविराम के रूप में, एक अंगूठी के रूप में - बंद या खुले, बहिर्गमन के साथ - सरल होते हैं। कोशिकाएँ वर्गाकार या तारे के आकार की हो सकती हैं। बहुकोशिकीय प्रोकैरियोट्स फिलामेंट के आकार या कृमि के आकार के होते हैं।

सभी प्रोकैरियोट्स सूक्ष्म जीवों के समूह से संबंधित हैं, उनकी कोशिकाओं का आकार माइक्रोन (माइक्रोमीटर) (1 माइक्रोन = 10 3 मिमी) में मापा जाता है, और उनका विवरण नैनोमीटर (1 एनएम = 10 मिमी) में मापा जाता है। मिट्टी में लगभग 40% बैक्टीरिया प्रकाश सूक्ष्मदर्शी की क्षमता से परे हैं, वे केवल इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में ही दिखाई देते हैं। ऐसे छोटे आकार में, सतह से आयतन का अनुपात बहुत अधिक होता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च संभावित चयापचय दर होती है।

सेल के बाहरी पूर्णांक की संरचना के अनुसार सभी प्रोकैरियोट्स को चार समूहों में विभाजित किया गया है: ग्राम-नेगेटिव (ग्रेसिलिक्यूट्स) यूबैक्टीरिया, ग्राम पॉजिटिव (फर्मिक्यूट्स) यूबैक्टेरिया, माइकोप्लाज्मा (मॉलिक्यूट्स), सेल की दीवारों से रहित, और आर्कबैक्टीरिया, या आर्किया (आर्कबैक्टीरिया)। पहले तीन समूहों को यूबैक्टीरिया (यूबैक्टीरिया) के रूप में एकजुट किया जाता है, आर्कबैक्टीरिया जीवों का एक अलग समूह (आर्कबैक्टीरिया) है जो राइबोसोमल की संरचना में दूसरों से भिन्न होता है और आरएनए अणुओं, आरएनए पोलीमरेज़, लिपिड और सेल की दीवार की संरचना को स्थानांतरित करता है।

ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में कोशिका भित्ति होती है, जहां, म्यूरिन की मुख्य फ्रेम परत के अलावा, एक बाहरी झिल्ली और प्रोटीन और/या ग्लाइकोप्रोटीन की एक परत भी होती है जो इसे ऊपर से ओवरलैप करती है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली और म्यूरिन परत के बीच एक पेरिप्लास्मिक स्थान होता है। प्रजातियों की संख्या के मामले में बैक्टीरिया का यह समूह सबसे व्यापक और विविध है शारीरिक कार्य. प्रोकैरियोट्स का समूह फोटोट्रोफिक और केमोट्रोफिक बैक्टीरिया को जोड़ता है। उनमें से आम सैप्रोट्रॉफ़्स, कॉपियोट्रॉफ़्स, ऑलिगोट्रोफ़्स, अन्य बैक्टीरिया के इंट्रासेल्युलर परजीवी हैं, जो मनुष्यों, जानवरों और पौधों के लिए जटिल पोषण संबंधी ज़रूरतों के लिए रोगजनक हैं। आकृति विज्ञान द्वारा, ये एक जटिल विकास चक्र के साथ साधारण रॉड के आकार के स्यूडोमोनैड्स से लेकर मायक्सोबैक्टीरिया तक विविध बैक्टीरिया हैं।

माइकोप्लाज्मा ऐसे बैक्टीरिया होते हैं जिनमें कोशिका भित्ति नहीं होती है, जिसका कार्य साइटोप्लाज्मिक झिल्ली द्वारा किया जाता है।

आर्कबैक्टीरिया प्रोकैरियोट्स को बाहरी पूर्णांक की एक अलग संरचना के साथ एकजुट करता है, जिसमें म्यूरिन की कमी होती है, जो कि सच्चे बैक्टीरिया की विशेषता है। आर्कबैक्टीरिया के कुछ प्रतिनिधियों में कोशिका भित्ति में स्यूडोम्यूरिन होता है, जबकि अन्य में कोशिका भित्ति होती है जो गोलाकार प्रोटीन या ग्लाइकोप्रोटीन की एक परत से बनी होती है।

जीवों की तेजी से पहचान के लिए व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए फेनोटाइपिक विशेषताओं (आकृति विज्ञान, शरीर विज्ञान) के आधार पर बैक्टीरिया का विभाजन सुविधाजनक है। जीवों को कृत्रिम समूहों, या "वर्गों" में बांटा गया है, जिनकी कोई टैक्सोनोमिक स्थिति नहीं है और अक्सर उनके द्वारा नामित किया जाता है विशेषता प्रकारया शीर्षक। इस सिद्धांत के अनुसार, बर्गी के बैक्टीरिया का निर्धारक बनाया गया है।

जीवों की विविधता का अध्ययन करके जो पृथ्वी पर निवास करते हैं और निवास करते हैं, टैक्सोनोमिस्ट एक फ़िलेजिनेटिक सिस्टम बनाने की कोशिश करते हैं जो वंशावली संबंध और एक या दूसरे समूह में एकजुट जीवों की सामान्य उत्पत्ति को प्रतिबिंबित करेगा - एक टैक्सोन। यह लक्ष्य बायोपॉलिमर्स - डीएनए, आरएनए, प्रोटीन की संरचना की समानता के आधार पर आणविक प्रणालीगत द्वारा परोसा जाता है। जीनों की समानता की पहचान करने की क्षमता के लिए, इसे अक्सर जीन सिस्टमैटिक्स कहा जाता है। जीन सिस्टमैटिक्स की सबसे महत्वपूर्ण उपलब्धियों में से एक एक अलग राज्य - आर्कबैक्टीरिया में पृथक सूक्ष्मजीवों के एक नए समूह की खोज है। जीवाणु जीनोम की समानता की डिग्री 16S rRNA अणु में न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों की तुलना करके निर्धारित की जाती है। बैक्टीरिया के वर्गीकरण में इस पद्धति का उपयोग के। वेसे द्वारा बैक्टीरिया के फ़ाइलोजेनेटिक पेड़ के निर्माण के आधार के रूप में किया गया।

फाइलोजेनेटिक और फेनोटाइपिक सिस्टमैटिक्स की तुलना करना बहुत मुश्किल है। फिजियोलॉजी के संदर्भ में एक ही फाइलोजेनेटिक शाखाओं में अत्यंत विविध जीव होते हैं। ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया की बड़ी शाखाओं से निचले पदानुक्रमित स्तरों पर जाने पर, इस तरह के बेमेल अधिक से अधिक हो जाते हैं।

पाठ्यक्रम कार्य

जीव विज्ञान में

"यूकेरियोटिक की उत्पत्ति

द्वारा पूरा किया गया: सेवरोवा वेरा

10वीं कक्षा, स्कूल N55

जाँचकर्ता: स्ट्रूकोवा एन.ए.

रियाज़ान 1999

1। सहजीवी सिद्धांत:

1.1 प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के बीच मौलिक अंतर;

प्रोकैरियोटिक जीव;

यूकेरियोटिक कोशिकाएं;

माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स;

प्रकाश संश्लेषण के लिए यूकेरियोट्स की क्षमता;

2. जीवन के अग्रदूत;

3. किण्वन जीव:

प्रारंभिक कोशिकाओं के ऊर्जा स्रोत;

ऊर्जा के स्रोत के रूप में मेथनोजेनेसिस;

साइनोबैक्टीरिया और क्लोरोक्सीबैक्टीरिया;

प्रकाश संश्लेषण और वायु;

संघ और यूकेरियोट्स:

क्रमिक सहजीवन के सिद्धांत;

गतिशीलता का सहजीवी अधिग्रहण;

यूकेरियोट्स प्रकाश संश्लेषक हैं;

सेल के विकास पर एक नजर:

6.1 प्रत्यक्ष filation की परिकल्पना;

परिकल्पना: सायनोबैक्टीरिया से शैवाल तक;

2 परिकल्पनाओं की अनुकूलता: प्रत्यक्ष filation और

एंडोसिम्बायोसिस;

साहित्य।

एंडोसिम्बियोसिस का सिद्धांत पृथ्वी पर सभी जीवित जीवों को आमतौर पर प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में विभाजित किया जाता है। प्रोकैरियोट्स की मुख्य विशेषता, यूकेरियोट्स के विपरीत, एक झिल्ली से ढके पूर्ण विकसित कोशिका नाभिक की कमी है। प्रोकैरियोटिक कोशिकाएं 1 माइक्रोमीटर के क्रम में आकार में बहुत छोटी होती हैं। एक पूर्ण विकसित नाभिक युक्त यूकेरियोटिक कोशिकाओं का आयतन प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं के आयतन से 800-1000 गुना अधिक होता है। इस संबंध में, कोशिकाओं - यूकेरियोट्स को महत्वपूर्ण कार्य करने के लिए एक बहुत बड़े झिल्ली तंत्र की आवश्यकता होती है। दरअसल, एक यूकेरियोटिक कोशिका में, प्लास्मलेमा और एक दूसरे से स्वतंत्र झिल्लियों से घिरी उपकोशिकीय संरचनाओं की पहचान की गई है। इन संरचनाओं को ऑर्गेनेल कहा जाता है। प्रत्येक ऑर्गेनेल: माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट, न्यूक्लियस, लाइसोसोम, गोल्गी तंत्र, आदि का कोशिका के जीवन में अपना विशिष्ट कार्य होता है। आणविक-जैविक दृष्टिकोण की मदद से, ठोस सबूत प्राप्त हुए हैं कि सभी जीवित प्राणियों को 3 साम्राज्यों में विभाजित किया जाना चाहिए: बैक्टीरिया, आर्किया और यूकेरियोट्स। बैक्टीरिया और आर्किया पृथ्वी पर एक सामान्य पूर्वज - तथाकथित पूर्वज - से लगभग 4 बिलियन साल पहले उत्पन्न हुए थे, और जीवाश्म विज्ञानियों के अनुसार, यूकेरियोट्स प्रोकैरियोट्स के 500 मिलियन वर्ष बाद पृथ्वी पर दिखाई दिए। यूकेरियोटिक कोशिकाओं की उत्पत्ति का सबसे लोकप्रिय और पर्याप्त रूप से प्रमाणित विचार वर्तमान में विभिन्न प्रोकैरियोट्स के एकाधिक एंडोसिम्बायोसिस का विचार है। जाने-माने माइक्रोबायोलॉजिस्ट ए. क्लूवर और के. वैन निएल के अनुसार, यह प्राचीन प्रोकैरियोट्स में था कि सबसे किफायती और अक्सर पॉलीफंक्शनल बायोकेमिकल प्रतिक्रियाओं वाली कोशिकाओं का चयन हुआ, जो सबसे महत्वपूर्ण चयापचय मार्गों का आधार बन गया।

कोशिकाओं की उत्पत्ति और विकास का सहजीवी सिद्धांत दो अवधारणाओं पर आधारित है जो जीव विज्ञान के लिए नई हैं। इन अवधारणाओं में से पहली अवधारणा के अनुसार, जीवित प्रकृति में सबसे मौलिक अंतर प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के बीच का अंतर है, अर्थात। बैक्टीरिया और जीवों के बीच सच्चे नाभिक वाली कोशिकाएं - प्रोटिस्ट, जानवर, कवक और पौधे। दूसरी अवधारणा यह है कि यूकेरियोटिक कोशिकाओं के कुछ हिस्सों की उत्पत्ति सहजीवन के विकास से हुई है, अर्थात विभिन्न प्रजातियों के जीवों के बीच स्थायी संघों का निर्माण। यह माना जाता है कि ऑर्गेनेल के तीन वर्ग - माइटोकॉन्ड्रिया, सिलिया और प्रकाश संश्लेषक प्लास्टिड्स - मुक्त-जीवित जीवाणुओं से उत्पन्न हुए, जो सहजीवन के परिणामस्वरूप, प्रोकैरियोटिक मेजबानों की कोशिकाओं में एक निश्चित क्रम में शामिल थे। यह सिद्धांत आनुवंशिकीविदों, पारिस्थितिकीविदों, साइटोलॉजिस्टों और अन्य वैज्ञानिकों द्वारा विकसित नव-डार्विनियन विचारों पर बहुत अधिक निर्भर करता है, जो मेंडेलियन आनुवंशिकी को प्राकृतिक चयन के डार्विनियन विचार से जोड़ते हैं। यह पूरी तरह से नए या हाल ही में पुनर्जीवित वैज्ञानिक दिशाओं पर भी निर्भर करता है: आणविक जीव विज्ञान पर , विशेष रूप से प्रोटीन संरचना और अमीनो एसिड अनुक्रम डेटा पर, माइक्रोप्रैलेन्टोलॉजी पर, जो पृथ्वी पर जीवन के शुरुआती निशानों का अध्ययन करता है, और यहां तक ​​कि वायुमंडलीय भौतिकी और रसायन विज्ञान पर भी, क्योंकि ये विज्ञान जैविक मूल की गैसों से संबंधित हैं। सभी कोशिकीय जीवों को पांच जगत में बांटा जा सकता है: प्रोकैरियोटिक जगत (मोनेरा, जिसमें बैक्टीरिया भी शामिल हैं) और चार यूकेरियोटिक जगत (प्रोटोक्टिस्टा, एनिमलिया, फंगी, प्लांटी)। प्रोटोक्टिस्ट यूकेरियोटिक जीव हैं जो जानवर, कवक या पौधे नहीं हैं। प्रोटोक्टिस्ट जगत में शैवाल, प्रोटोजोआ, स्लाइम मोल्ड्स और अस्पष्ट मूल के अन्य यूकेरियोटिक जीव शामिल हैं। प्रोटिस्ट को एककोशिकीय यूकेरियोट्स के रूप में अधिक प्रतिबंधित रूप से परिभाषित किया गया है। इस प्रकार, किंगडम प्रोटोक्टिस्टा में न केवल प्रोटिस्ट - एककोशिकीय यूकेरियोट्स शामिल हैं, बल्कि उनके निकटतम बहुकोशिकीय वंशज, जैसे कि लाल और भूरे रंग के शैवाल, साथ ही कवक के समान कई सूक्ष्मजीव, जैसे कि चिट्रिड्स भी शामिल हैं। प्रत्यक्ष फिलाएशन के पारंपरिक दृष्टिकोण के अनुसार, माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स जैसे सेल ऑर्गेनेल सेल के कंपार्टमेंटलाइज़ेशन के माध्यम से उत्पन्न हुए।

कई प्रोकैरियोट्स एक यूकेरियोट बनाते हैं

कोशिकाएँ झिल्ली-बद्ध प्रणालियाँ हैं, जो स्व-प्रजनन में सक्षम जैविक इकाइयों में सबसे छोटी हैं। यहां तक ​​​​कि सबसे छोटी कोशिकाओं में डीएनए अणुओं (एक या अधिक) और एक प्रोटीन-संश्लेषण उपकरण के रूप में जीन होते हैं, जिसमें कई प्रकार के आरएनए और कई प्रोटीन होते हैं। सभी कोशिकाओं में राइबोसोम होते हैं, शरीर लगभग 0.02 माइक्रोमीटर व्यास के होते हैं, जो कम से कम तीन प्रकार के आरएनए और लगभग पचास विभिन्न प्रोटीनों से बने होते हैं। प्रोकैरियोटिक जीव सबसे छोटी जैविक इकाइयाँ हैं जो कोशिका की इस परिभाषा को पूरा करती हैं। उनके पास नाभिक नहीं है। दूसरी ओर, एकल यूकेरियोटिक (एक नाभिक युक्त) कोशिकाएं, एक निश्चित अर्थ में, इकाइयां बिल्कुल नहीं हैं। ये विभिन्न प्रोटीन-संश्लेषक इकाइयों (न्यूक्लियोसाइटोप्लाज्म, माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स) के परिसर हैं, जिनमें से प्रकार और संख्या प्रजातियों के आधार पर भिन्न होती है। इस प्रकार, इस सिद्धांत के अनुसार, प्रारंभिक स्वतंत्र तत्वों के सहयोग के परिणामस्वरूप यूकेरियोटिक कोशिकाएं एक निश्चित क्रम में एकजुट हो गईं। टेलर ने एक यूकेरियोटिक कोशिका के कुछ हिस्सों की अलग उत्पत्ति और विकास के इस विचार और उनके बाद के एकीकरण को क्रमिक एंडोसिम्बियोसिस का सिद्धांत कहा। उच्च तापमान और अम्लता की स्थितियों ने अपने डीएनए की रक्षा के लिए प्रोटीन के एक विशेष वर्ग - हिस्टोन - के न्यूक्लियोसाइटोप्लाज्म में उत्पादन का नेतृत्व किया। माइटोकॉन्ड्रिया कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में तीन कार्बन यौगिकों को तोड़ने में सक्षम थे। न्यूक्लियोसाइटोप्लाज्म और माइटोकॉन्ड्रिया का सहजीवी जुड़ाव उनकी पारस्परिक निर्भरता को मजबूत करने की दिशा में बदलने लगा। इस कॉम्प्लेक्स में मोटर ऑर्गेनेल - सिलिया और फ्लैगेला शामिल थे। इस परिवर्तन के बाद एक मोर्फोजेनेटिक परिवर्तन हुआ, जिसमें स्पष्ट कोशिकीय विषमता का विकास शामिल था। अन्योन्याश्रित न्यूक्लियोसाइटोप्लाज्म, माइटोकॉन्ड्रिया, अंडुलिपोडिया के एकीकरण के साथ, एक यूकेरियोटिक कोशिका की बहुजीनोमिक संरचना का निर्माण पूरा हो गया था। प्रथम यूकैरियोटिक कोशिका विषमपोषी थी। उसने तैयार कार्बनिक यौगिक खाए। इन यूकेरियोट्स में, माइटोसिस और फिर अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रियाएँ उत्पन्न हुईं। और अंत में, प्रकाश संश्लेषण की क्षमता के यूकेरियोट्स द्वारा अधिग्रहण मुख्य यूकेरियोटिक संगठन बनने की प्रक्रिया में हुआ और इसके पूरा होने के बाद - इस महाकाव्य में अंतिम घटना। सहजीवन अधिक से अधिक एकीकृत हो गया। वर्तमान में, अन्य जीवों के चयापचय उत्पादों पर प्रत्येक अंग की निर्भरता इतनी पूर्ण हो गई है कि विश्लेषण के केवल आधुनिक तरीके ही मूल भागीदारों के चयापचय मार्गों का पता लगाना संभव बनाते हैं। यूकेरियोट्स अपनी संरचना में विविध हैं, लेकिन उपापचयी रूप से वे एक समान रहते हैं। यूकेरियोट्स की चयापचय चालें विभिन्न जीवाणुओं द्वारा उस समय से पहले ही विकसित कर ली गई थीं जब वे एक मेजबान और उसके अंग बनने के लिए संयुक्त हो गए थे। प्रोकैरियोट्स ने ऊर्जा प्राप्त करने के तरीके और जैवसंश्लेषण की पेचीदगियों में काफी विविधता हासिल की है। यूकेरियोटिक कोशिका से कंकाल वाले जानवरों जैसे बड़े जीवों के बनने से बहुत पहले उन्होंने अपने अस्तित्व का निशान छोड़ दिया था।

सहजीवन द्वारा यूकेरियोटिक कोशिकाओं की उत्पत्ति की योजना

जीवन के अग्रदूत

आज के जीवों के पूर्वज तीन अरब साल पहले पृथ्वी की सतह पर बने कार्बनिक यौगिकों से उत्पन्न हुए थे। इस अवधारणा की अपील आंशिक रूप से इसकी टेस्टेबिलिटी के कारण है।

एस. मिलर और एच. यूरे ने दिखाया कि युवा पृथ्वी पर होने वाली वायुमंडलीय परिस्थितियों में, अमीनो एसिड और अन्य कार्बनिक अणु बन सकते हैं। पृथ्वी के अस्तित्व के पहले अरब वर्षों के दौरान अनायास विभिन्न प्रकार के कार्बनिक अणुओं का निर्माण हुआ। इंटरस्टेलर स्पेस और उल्कापिंडों में कई कार्बनिक अणु पाए गए हैं। इसका मतलब है कि ऊर्जा स्रोतों की उपस्थिति में प्रकाश तत्वों की बातचीत के दौरान कार्बनिक यौगिक उत्पन्न होते हैं। बायोरिप्रोडक्शन के रासायनिक तंत्र की सार्वभौमिकता का अर्थ है कि पृथ्वी पर सभी जीवन सामान्य पूर्वजों से आते हैं: डीएनए प्रतिकृति पर आधारित सूचना प्रणाली और संदेशवाहक आरएनए द्वारा निर्देशित प्रोटीन संश्लेषण के साथ सभी वर्तमान जीवन कोशिकाओं से उत्पन्न हुए हैं।

किण्वन जीव

यह संभव है कि लिपोप्रोटीन झिल्लियों द्वारा शुरुआत से ही न्यूक्लिक एसिड पर्यावरण से अलग हो गए थे। डीएनए अणुओं में न्यूक्लियोटाइड्स के अनुक्रम द्वारा सूचना को एन्कोड किया जाने लगा। सबसे प्राचीन कोशिकाएं एटीपी और अमीनो एसिड का उपयोग करती हैं, जो प्रोटीन का हिस्सा हैं, ऊर्जा के प्रत्यक्ष स्रोत और संरचनात्मक घटकों के रूप में। तो - सबसे प्राचीन जीवन हेटरोट्रोफिक बैक्टीरिया के रूप में अस्तित्व में था जो अजैविक मूल के कार्बनिक पदार्थों से भोजन और ऊर्जा प्राप्त करता था। नव-डार्विनियन जैविक विकास के लिए तीन परिघटनाओं की आवश्यकता होती है: प्रजनन, उत्परिवर्तन और चयनात्मक पर्यावरणीय दबाव। प्रजनन जैविक विकास की एक अनुपयुक्त स्थिति है। पर्याप्त सटीक प्रजनन के साथ, उत्परिवर्तन और प्राकृतिक चयन अपरिहार्य हैं। ऐसे पुनरुत्पादन की उत्पत्ति की व्याख्या करना स्वयं जीवन की उत्पत्ति को समझना है। उत्परिवर्तन, विकास में परिवर्तनशीलता का प्राथमिक स्रोत, स्व-पुनरुत्पादन प्रणाली में वंशानुगत परिवर्तन की ओर जाता है। एक बार विश्वसनीय प्रजनन विकसित हो जाने के बाद, नव-डार्विनियन विकास शुरू हुआ। कोशिका के लिए आवश्यक घटकों के संश्लेषण के लिए मार्ग विकसित करने वाले जीवों को दूसरों की तुलना में लाभ हुआ। अवायवीय मीथेन-उत्पादक जीवाणु सबसे पुराने ऑटोट्रॉफ़ थे, अर्थात्, अकार्बनिक स्रोतों से ऊर्जा और कार्बनिक पदार्थों के लिए अपनी आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम जीव। प्रकाश संश्लेषण की क्षमता सबसे पहले बैक्टीरिया में विकसित हुई थी जो ऑक्सीजन के प्रति संवेदनशील होते हैं। बैक्टीरिया क्लोरोफिल की मदद से सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करके उन्होंने वातावरण के कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बनिक पदार्थों में परिवर्तित कर दिया।अवायवीय प्रकाश संश्लेषण के आगमन ने पृथ्वी की सतह और वातावरण को अपरिवर्तनीय रूप से बदल दिया।

कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल से हटा दिया गया और सामान्य प्रकाश संश्लेषण समीकरण के अनुसार कार्बनिक पदार्थ में बदल दिया गया: 2H2X+CO2=CH2O+2X+H2O। प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया जो CO2 जमा प्राथमिक सल्फर को कम करने के लिए हाइड्रोजन सल्फाइड का उपयोग करते हैं। उन्होंने ऑक्सीजन की रिहाई के साथ प्रकाश संश्लेषण में सक्षम बैक्टीरिया को जन्म दिया। इस प्रकार का प्रकाश संश्लेषण संभवतः प्रकाश संश्लेषक सल्फर बैक्टीरिया में उत्परिवर्तन के संचय के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ। इस मार्ग से नीले-हरे शैवाल या सायनोबैक्टीरिया का उदय हुआ। हाल ही में, प्रकाश संश्लेषक O2-उत्पादक प्रोकैरियोट्स, क्लोरोऑक्सीबैक्टीरिया के एक नए समूह की खोज और अध्ययन किया गया है। यह माना जा सकता है कि यह सायनो- और क्लोरोक्सीबैक्टीरिया थे जो शैवाल और पौधों की कोशिकाओं में पाए जाने वाले प्लास्टिड्स के पूर्वज थे। माइक्रोबियल प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप O2 जमा होने के कारण, पृथ्वी का वातावरण ऑक्सीकरण हो गया, जिससे सभी जीवन का संकट पैदा हो गया - उस समय तक दुनिया एनारोबिक बैक्टीरिया से आबाद थी। जीवित रहने के लिए, रोगाणुओं को दलदल में छिपकर ऑक्सीजन से बचना पड़ता था, या उन्हें ऑक्सीजन की बढ़ती मात्रा से बचाने में सक्षम चयापचय विकसित करना पड़ता था।

प्रकाश संश्लेषण और वायु

लगभग 2 अरब साल पहले, एक के बाद एक, चयापचय विविधता बनाने के लिए विभिन्न विकासवादी प्रक्रियाएं हुईं। विशिष्ट एंजाइमों का उत्पादन करने की क्षमता को प्लास्मिड्स नामक वायरस जैसे कणों का उपयोग करके उसी प्रजाति के भीतर स्थानांतरित किया जा सकता है। प्रोकैरियोट्स की बायोसिंथेटिक क्षमताएँ हड़ताली हैं: कार्बन डाइऑक्साइड, कई लवणों और कम अकार्बनिक यौगिकों से जो ऊर्जा स्रोतों के रूप में काम करते हैं, केमोआटोट्रॉफ़िक सूक्ष्म जीव ऑक्सीजन युक्त अनलिमिटेड पानी में विकास और प्रजनन के लिए आवश्यक सभी सबसे जटिल मैक्रोमोलेक्यूल्स को संश्लेषित कर सकते हैं। इन जैव रासायनिक प्रक्रियाओं ने तत्वों के संचलन की प्रणालियों को तब भी जन्म दिया जब पौधे, कवक, जानवर नहीं थे।

संघों और यूकेरियोट्स।

सेल के विकास पर एक नज़र।

सीधी शाखा।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं की उत्पत्ति और विकास का पारंपरिक दृष्टिकोण यह है कि प्राकृतिक चयन के प्रभाव में उत्परिवर्तन के संचय के परिणामस्वरूप सभी जीवित जीव सीधे एक पैतृक आबादी से उतरे हैं।

प्वाइंट म्यूटेशन, दोहराव, विलोपन और अन्य वंशानुगत परिवर्तन, जिन्हें जानवरों और पौधों के विकास में भूमिका निभाने के लिए जाना जाता है, प्रोकैरियोटिक से यूकेरियोटिक कोशिकाओं के भेदभाव के लिए भी जिम्मेदार हैं - प्रत्यक्ष फ़िलिएशन का सिद्धांत। यानी, कोशिकाओं की गैर-सहजीवी उत्पत्ति की धारणा। शायद हरे शैवाल सभी पौधों के पूर्वजों के वंशज हैं। इन शैवाल की कई विशेषताएं बताती हैं कि उनके और पौधों के पूर्वज एक ही थे। जानवरों का फाइलोजेनी अधिक जटिल है, लेकिन प्रत्यक्ष फिलाएशन की अवधारणा शायद उनके विकासवादी पथों पर भी लागू होती है। स्पंज जाहिरा तौर पर जानवरों के अन्य समूहों से स्वतंत्र रूप से प्रोटिस्ट से विकसित हुए। तो, कम से कम जानवरों और पौधों के लिए, प्राकृतिक चयन के प्रभाव में व्यक्तिगत उत्परिवर्तन के संचय के माध्यम से अधिक सरल रूप से व्यवस्थित यूकेरियोट्स से जटिल यूकेरियोटिक जीवों की परिकल्पना काफी वैध है। विकासवादी नवाचार अत्यधिक उत्तम अनुकूल जीनों के संरक्षण पर निर्भर करते हैं। इसलिए, अपने पर्यावरण को नियंत्रित करने की बढ़ी हुई क्षमता वाले नए जीव सरल, यादृच्छिक बिंदु उत्परिवर्तन के माध्यम से नए गुणों को प्राप्त करने की तुलना में अत्यधिक अनुकूलित जीनों के दोहराव और पुनर्संयोजन को बनाए रखते हुए अधिक विकसित हुए। प्रत्यक्ष फिलाएशन की परिकल्पना प्रोकैरियोट्स से यूकेरियोट्स की उत्पत्ति की व्याख्या नहीं करती है। उदाहरण के लिए, समसूत्रण में अक्षम साइनोबैक्टीरिया और लाल शैवाल के रूप में पूर्ण विकसित माइटोसिस वाले ऐसे रूपों के बीच के अंतराल को प्रत्यक्ष फिलाएशन के दृष्टिकोण से समझना मुश्किल है, लेकिन यह सहजीवी सिद्धांत से स्वाभाविक रूप से अनुसरण करता है।

प्रत्यक्ष फिलायशन के सिद्धांत और सहजीवन के सिद्धांत के अनुसार, पृथ्वी पर सभी जीव जैव रासायनिक रूप से समान जीवाणु पूर्वजों से उत्पन्न हुए हैं, और यूकेरियोटिक रोगाणुओं ने पौधों और जानवरों को जन्म दिया है। प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया ने शैवाल और अंततः पौधों को जन्म दिया, और कुछ शैवाल ने अपने प्लास्टिड को खो दिया और कवक और जानवरों के पूर्वज बन गए। प्रत्यक्ष फिलाएशन सिद्धांतकार इस बात से सहमत हैं कि प्लास्टिड्स और अन्य यूकेरियोटिक अंग, नाभिक सहित, स्वयं कोशिकाओं के भीतर भेदभाव द्वारा गठित होते हैं और इसे एक वनस्पति मिथक कहते हैं।

पौधों के प्रकार का फाइलोजेनी

प्रत्यक्ष फिलाएशन (ए) के सिद्धांत के अनुरूप फाइलोजेनी की तुलना

और सहजीवन का सिद्धांत (बी)

प्रत्यक्ष फिलाएशन थ्योरी और सिंबियोटिक थ्योरी के बीच अंतर:

प्रत्यक्ष filation का सिद्धांत।

मुख्य द्विभाजन: जानवर - पौधे

प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोट्स (शैवाल और हरे पौधे) प्रकाश संश्लेषक प्रोकैरियोट्स (नीले-हरे शैवाल) से विकसित हुए

प्रीकैम्ब्रियन में पौधे और उनकी प्रकाश संश्लेषक प्रणालियां मोनोफिलेटिक रूप से विकसित हुईं।

जंतु और कवक उन स्वपोषियों से विकसित हुए जिन्होंने प्लास्टिड को खो दिया।

माइटोकॉन्ड्रिया प्रकाश संश्लेषक शैवाल में इंट्रासेल्युलर रूप से विभेदित होते हैं।

राइटवेड्स में, अनडोलिपोडिया, माइटोटिक उपकरण, और अन्य सभी यूकेरियोटिक ऑर्गेनेल इंट्रासेल्युलर रूप से विभेदित होते हैं।

सभी जीव अपने पूर्वजों - प्रोकैरियोट्स से एकल उत्परिवर्तन के संचय से उतरे हैं।

परिणाम: सिद्धांत के अनुसार, सही मातम होना चाहिए; इस सिद्धांत को जीवाश्म रिकॉर्ड से जोड़ना और संबंधित फाइलोजेनी का निर्माण करना मुश्किल है।

क्रमिक एंडोसिम्बियोसिस का सिद्धांत:

मुख्य द्विभाजन: प्रोकैरियोट्स - यूकेरियोट्स।

प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोट्स (परमाणु शैवाल और पौधे) और गैर-प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोट्स (जानवरों, कवक, प्रोटोजोआ) सामान्य हेटरोट्रोफिक पूर्वजों (अमीबोफ्लैगलेट्स) से विकसित हुए हैं।

आर्कियन में प्रकाश संश्लेषण का विकास बैक्टीरिया (साइनो- और क्लोरोऑक्सीबैक्टीरिया सहित) में मोनोफिलेटिक था, प्रकाश संश्लेषक प्रोटिस्ट अचानक उत्पन्न हुए जब उनके हेटरोट्रॉफ़िक प्रोटिस्ट-पूर्वजों ने प्रकाश संश्लेषक प्रोकैरियोट्स (प्रोटोप्लास्टिड्स) के साथ सहजीवन में प्रवेश किया।

जंतु और अधिकांश शैवाल और कवक सीधे परपोषी प्रोटिस्ट के वंशज हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया पहले से ही हेटरोट्रॉफ़िक प्रोटिस्ट में मौजूद थे जब सहजीवन के परिणामस्वरूप बाद वाले ने प्लास्टिड का अधिग्रहण किया। प्रोमिटोकॉन्ड्रिया को पहले सहजीवी तरीके से अधिग्रहित किया गया था।

अनुलिपोडियल प्रणाली के भेदभाव द्वारा हेटरोट्रोफिक यूकेरियोटिक प्रोटिस्ट में मिटोसिस विकसित हुआ।

प्रोकैरियोट्स प्रारंभिक प्रोकैरियोटिक पूर्वजों से एकल उत्परिवर्ती घटनाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से विकसित हुए, यूकेरियोट्स भी एकल उत्परिवर्तनीय घटनाओं के माध्यम से यूकेरियोटिक पूर्वजों से विकसित हुए, और यूकेरियोटिक पूर्वज सहजीवन की एक श्रृंखला के माध्यम से प्रोकैरियोट्स से विकसित हुए।

परिणाम: सिद्धांत जैव रासायनिक रास्ते और जीवों में उनके अतिरेक की व्याख्या करता है। यह एक सुसंगत फाइलोजेनी बनाने की अनुमति देता है जो प्रोटेरोज़ोइक और फैनेरोज़ोइक समय के बीच "जैविक अंतर" की व्याख्या करता है। सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि ऑर्गेनेल को प्रतिकृति प्रणालियों के अवशेषों को बनाए रखना चाहिए।

वानस्पतिक मिथक

जुसीउ के समय से, निचले पौधों को टैलोफाइट्स कहा जाता है, और उच्चतर को ब्रायोफाइट्स और ट्रेकोफाइट्स कहा जाता है। वानस्पतिक मिथक के अनुसार, प्रकाश संश्लेषक जीवाणुओं और नीले-हरे शैवाल के सामान्य पूर्वजों ने, प्रत्यक्ष फिलाएशन के माध्यम से, समुद्री शैवाल सहित यूकेरियोटिक शैवाल को जन्म दिया। वनस्पति विज्ञान के क्षेत्र में जीवों के समूह जिनके फ़िलेजनी सबसे अधिक प्रभावित होते हैं, वे वनस्पति विज्ञान के क्षेत्र में समाप्त हो गए - ये बैक्टीरिया, शैवाल, कवक और पौधे हैं।

हाइपोथेटिकल जीव जो सायनोबैक्टीरिया और हरे शैवाल के बीच की कड़ी हो सकते हैं, उन्हें पैतृक फाइटोमोनैड्स (पैतृक फाइटोमोनैड्स) या राइटवेड्स कहा जाता था। कुछ लेखकों ने तर्क दिया है कि साइनीडियम और साइनोफोरा यूकेरियोट्स, जो उनके वर्णक तंत्र में साइनोबैक्टीरिया के समान हैं, राइटवीड की भूमिका के लिए उपयुक्त उम्मीदवार हो सकते हैं। टैलोफाइट्स में, साइनोबैक्टीरिया के गैर-माइटोटिक अवस्था और हरे शैवाल और पौधों के पूर्ण विकसित विशिष्ट माइटोसिस के बीच कोई मध्यवर्ती रूप नहीं पाया गया। हालांकि कवक और फूलों के पौधे पूरी तरह से अंडुलिपोडिया से रहित होते हैं, लेकिन उन्हें माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन की विशेषता होती है, जिसके लिए सूक्ष्मनलिका स्पिंडल की आवश्यकता होती है। इस बात पर आम सहमति है कि सूक्ष्मनलिकाएं वाले सभी बहुकोशिकीय जीव यूकेरियोटिक सूक्ष्मजीवों से अनडोलिपोडिया के वंशज हैं, लेकिन कोई नहीं जानता कि प्रोटिस्ट का कौन सा समूह है। प्रकाश संश्लेषण की प्राचीनता और जटिलता ने वानस्पतिक मिथक को पुष्ट किया, साथ ही यह तथ्य कि प्रकृति और प्रयोगशाला दोनों में कई जीवों (बैक्टीरिया, यूग्लीनोइड्स, परजीवी पौधों) में उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप प्रकाश संश्लेषण का नुकसान हुआ। चूंकि प्रकाश संश्लेषण एक अवायवीय प्रक्रिया है जो अंततः सभी जीवों के अस्तित्व को सुनिश्चित करती है, यह हमारे ग्रह पर जीवन के इतिहास में बहुत पहले ही विकसित हो गया होगा, माइटोसिस से पहले भी, जिसके लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, उत्पन्न हुई थी। बहुत जटिल झिल्लियों में एक व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित कई रंजक, लिपिड और एंजाइम प्रकाश संश्लेषण में शामिल होते हैं। साथ ही, शैवाल और पौधों में प्रकाश संश्लेषक तंत्र का विवरण, एक तरफ, और साइनोबैक्टीरिया में, दूसरी तरफ, समान रूप से समान हैं। ये सभी जीव पानी से ऑक्सीजन गैस छोड़ते हैं, जो कोशिका के कार्बनिक पदार्थ में CO2 को कम करने के लिए उपयोग किए जाने वाले हाइड्रोजन परमाणुओं के स्रोत के रूप में कार्य करता है। कई शैवाल और प्रोटोजोआ में न तो समसूत्रण होता है और न ही जानवरों और पौधों के समान आनुवंशिक प्रणाली होती है। सिलिअट्स में 2 प्रकार के नाभिकों के साथ एक विशेष आनुवंशिक प्रणाली होती है, और कोशिकाएं बहुसंख्यक होती हैं। एक प्रकार का नाभिक मैक्रोन्यूक्लि है, और दूसरा बहुत छोटा माइक्रोन्यूक्लि है। माइक्रोन्यूक्लि शारीरिक रूप से नगण्य हैं। हालाँकि, वे जीन की प्रतियाँ संग्रहीत करते हैं, और यौन प्रक्रिया के दौरान, वे अर्धसूत्रीविभाजन से गुजरते हैं। शारीरिक रूप से आवश्यक मैक्रोन्यूक्लि आरएनए ट्रांसक्रिप्शन की साइट के रूप में काम करते हैं और इस प्रकार सेल फिजियोलॉजी को नियंत्रित करते हैं। सायनोबैक्टीरिया और यूकेरियोटिक शैवाल के बीच संबंधों को स्पष्ट करने में कठिनाइयों में से एक है, अनडोलिपोडिया की उत्पत्ति पर डेटा की कमी: साइनोबैक्टीरिया के बीच कोई मध्यवर्ती लिंक नहीं पाया गया है, जिसमें कभी भी अनडोलिपोडिया नहीं होता है, और कई शैवाल जो करते हैं। एक अन्य समस्या सायनोबैक्टीरिया में यौन प्रक्रिया की पूर्ण अनुपस्थिति है: अलैंगिक साइनोबैक्टीरिया और शैवाल के बीच, जिनमें से अधिकांश यौन प्रक्रिया की विशेषता है, कोई मध्यवर्ती रूप नहीं थे। अधिकांश शैवालों में उनके जीवन चक्र की किसी न किसी अवस्था में अनडोलिपोडिया पाया गया है। शैवाल, प्रोटोजोआ, जानवरों और पौधों में मोबाइल संरचनाएं समान निकलीं: इन सभी में 0.024 माइक्रोन के व्यास के साथ सूक्ष्मनलिकाएं होती हैं। यह पता चला कि माइटोटिक स्पिंडल, यहां तक ​​​​कि कवक में भी, जिसमें अनडोलिपिया नहीं होता है, उसी व्यास के प्रोटीन सूक्ष्मनलिकाएं होते हैं जैसे कि अनडोलिपिया में। आधी सदी के लिए, यह बेहद प्रशंसनीय लग रहा था कि यूकेरियोटिक शैवाल साइनोबैक्टीरिया से विकसित हुआ है। इस वानस्पतिक मिथक ने धारणाओं को जन्म दिया कि कई वर्षों तक अनुसंधान के लिए एक प्रोत्साहन और संदर्भ के एक फ्रेम के रूप में कार्य किया जिसमें परिणामों का मूल्यांकन किया गया। यह दावा कि साइनोबैक्टीरिया और यूकेरियोटिक शैवाल के बीच संबंध समाप्त हो गए थे, कोई जीवाश्म निशान और जीवित अवशेष नहीं छोड़े, जीवित रोगाणुओं और जीवाश्मों पर नए डेटा के रूप में कम और कम आश्वस्त हो गए। प्रकाश संश्लेषक प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के बीच मुख्य मध्यवर्ती लिंक बिना किसी निशान के मर गए, जैसा कि वनस्पति मिथक द्वारा आवश्यक है - वे कभी अस्तित्व में नहीं थे। क्रमिक एंडोसिम्बियोसिस के सिद्धांत के अनुसार, सायनोबैक्टीरिया वास्तव में पूर्वज हैं, लेकिन केवल प्लास्टिड्स हैं, और बाकी यूकेरियोटिक कोशिका नहीं हैं, और निश्चित रूप से इसके नाभिक नहीं हैं। और फिर भी, नाभिक की उत्पत्ति के प्रश्न में, प्रत्यक्ष संचलन की परिकल्पना और सहजीवन के सिद्धांत संगत हैं। सहजीवन के सिद्धांत के चरम संस्करण के लिए विचारणीय संशोधनों में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, प्लास्टिड्स की सहजीवी उत्पत्ति का विचार, लेकिन माइटोकॉन्ड्रिया नहीं, या प्लास्टिड्स और माइटोकॉन्ड्रिया की सहजीवी उत्पत्ति, लेकिन अनडोलिपोडिया नहीं। प्रत्यक्ष फिलाएशन के समर्थकों ने सहजीवन के माध्यम से नाभिक की उत्पत्ति के बारे में एक धारणा भी सामने रखी।

क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया की एंडोसिम्बायोटिक उत्पत्ति के लिए महत्वपूर्ण साक्ष्य।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं के सबसे महत्वपूर्ण अंगों की उत्पत्ति का सबसे महत्वपूर्ण प्रमाण - प्रोकैरियोट्स से क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया हाल के वर्षों में राइबोसोमल आरएनए की संरचना का अध्ययन करते समय प्राप्त किया गया है। आणविक जीवविज्ञानी

K. Woz ने पहले ही 80 के दशक में दिखाया था कि प्लांट क्लोरोप्लास्ट के राइबोसोम से RNA की संरचना कुछ साइनोबैक्टीरिया से RNA की संरचना के लगभग समान है। उसी समय, शोधकर्ताओं के एक समूह ने पाया कि विभिन्न यूकेरियोट्स के माइटोकॉन्ड्रिया से प्राप्त राइबोसोम का आरएनए कुछ बैक्टीरिया के आरएनए के समान है, विशेष रूप से जीनस पैराकोकस के बैक्टीरिया में। इस जीवाणु के श्वसन एंजाइमों का सेट बहुत समान है

पशु माइटोकॉन्ड्रिया का "श्वसन पहनावा"।

ये डेटा यूकेरियोटिक कोशिकाओं की एंडोसिम्बायोटिक उत्पत्ति की अधिक संभावना के पक्ष में स्पष्ट रूप से गवाही देते हैं। एंडोसिम्बायोसिस की घटना अभी भी प्रकृति में बहुत व्यापक है। यह ज्ञात है कि चमकदार बैक्टीरिया अक्सर कुछ समुद्री मछलियों के शरीर पर बस जाते हैं, जो न केवल अपने स्वयं के जीवन के लिए महान लाभ प्राप्त करते हैं, बल्कि मेजबान जीवों के लिए भी बहुत उपयोगी होते हैं। उपरोक्त सभी बहुत छोटे प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं से यूकेरियोटिक कोशिकाओं के एंडोसिम्बायोटिक उत्पत्ति के पक्ष में गवाही देते हैं। हालांकि, मुख्य प्रश्न मेजबान कोशिका की प्रकृति को स्थापित करना है, क्योंकि यूकेरियोटिक कोशिकाओं में एक खोल के साथ एक अच्छी तरह से गठित नाभिक होता है, जबकि प्रोकैरियोट्स में ऐसा कोई नाभिक नहीं होता है। उदाहरण के लिए, एल मार्गेलिस का मानना ​​​​है कि मेजबान कोशिकाओं की भूमिका प्रोकैरियोट्स द्वारा निभाई जा सकती है - आधुनिक बैक्टीरिया के पूर्ववर्ती, माइकोप्लाज्मा से संबंधित - बहुत आदिम रूप से निर्मित प्रोकैरियोट्स, व्यावहारिक रूप से कोशिका भित्ति से रहित। हाल ही में, जापानी वैज्ञानिक के कार्य सामने आए हैं और व्यापक रूप से चर्चा में हैं।

टी ओशिमा। कई प्रो- और यूकेरियोट्स के राइबोसोमल आरएनए की संरचना के गहन अध्ययन के आधार पर, आर्किया के अब तक के अल्प-अध्ययन वाले सुपरकिंगडम के कई प्रतिनिधियों सहित, यह लेखक निष्कर्ष निकालता है कि मेजबान कोशिका आधुनिक आर्किया के पूर्वजों में से एक थी। यह कहा जाना चाहिए कि इस सुपरकिंगडम के प्रतिनिधियों में, बैक्टीरिया के विपरीत, यूकेरियोट्स के साथ बहुत अधिक जैव रासायनिक और आणविक जैविक विशेषताएं हैं। टी। ओशिमा के नवीनतम कार्यों में, इस तथ्य के पक्ष में तर्क दिए गए हैं कि यूकेरियोट्स के उद्भव के समय मेजबान सेल आर्किया का पूर्वज था, इन प्रोकैरियोट्स के आधुनिक प्रतिनिधियों में से एक के समान - थर्मोप्लाज्मा। मल्टीपल एंडोसिम्बियोसिस की प्रक्रिया में यूकेरियोटिक सेल को जन्म देने वाले होस्ट सेल की प्रकृति को स्थापित करने की समस्या का अंतिम समाधान क्या होगा, यह आगे के अध्ययनों द्वारा दिखाया जाएगा।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं की उत्पत्ति की सबसे लोकप्रिय और प्रमाणित परिकल्पना वर्तमान में प्रस्तुत की गई है

बैक्टीरिया और आर्किया से संबंधित विभिन्न प्रोकैरियोट्स का एंडोसिंबियोसिस, जो जीवित कोशिकाओं के पृथ्वी पर अस्तित्व के पहले 1.5-2 बिलियन वर्षों के दौरान विकास की प्रक्रिया में कई बार हुआ। राइबोसोमल आरएनए की संरचना के अध्ययन में दुनिया के अग्रणी जीवविज्ञानी द्वारा क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया की एंडोसिम्बायोटिक उत्पत्ति का निर्णायक सबूत प्राप्त किया गया था। ये आंकड़े बहुत छोटे (कई परिमाण के क्रम में) प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं से यूकेरियोटिक कोशिकाओं की एंडोसिम्बायोटिक उत्पत्ति की उच्च संभावना के पक्ष में स्पष्ट रूप से गवाही देते हैं।

साहित्य

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मार्गेलिस एल। सेल विकास में सहजीवन की भूमिका। प्रति। अंग्रेजी से, एम। मीर 1983

कैनेटीक्स के मुख्य वर्गों से, वह जैविक प्रतिक्रियाओं के कैनेटीक्स का अध्ययन करता है; इस खंड को बायोकैनेटिक्स कहा जाता है। बायोकाइनेटिक्स एक सीमांत विज्ञान है जो जैव रसायन और रासायनिक कैनेटीक्स के चौराहे पर उभरा है (चित्र 1 देखें)। एक अलग अनुशासन के रूप में बायोकैनेटिक्स का चयन आकस्मिक नहीं है, यह तार्किक रूप से उचित है और सभी जीवित जीवों के लिए गतिज प्रक्रियाओं के असाधारण महत्व से जुड़ा है। बायोकाइनेटिक्स...

जीन, बल्कि उनमें परिवर्तन के संचय, जीन के विचलन और उनके द्वारा नियंत्रित उत्पादों की विविधता में वृद्धि के लिए आवश्यक शर्तें भी बनाईं। 2. मोबाइल आनुवंशिक तत्व प्रो- और यूकेरियोटिक कोशिकाओं दोनों के जीनोम के विकास में एक निश्चित भूमिका तथाकथित मोबाइल आनुवंशिक तत्वों - ट्रांसपोज़न की है। वे स्वायत्त इकाइयाँ हैं जो न्यूक्लियोटाइड ले जाती हैं ...

अनेक संभावित दृष्टिकोणभविष्य के विकास के लिए सामान्य सिद्धांत डायनेमिक सिस्टम. अध्याय 10 में, जीवन की चक्रीय प्रक्रियाएँ, हम स्व-संगठन के विशिष्ट चक्रीय संगठन पर विचार करते हैं अपव्यय प्रणाली. सामान्यीकृत योजना उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं के चक्रों और चक्रों के साथ-साथ उत्प्रेरक हाइपरसाइकल को बदलने की पीढ़ी की विशेषताओं को रखती है ...