Hücre Evrimi Teorileri

Hücre evrimi teorileri, hücrelerin ne zaman ve nasıl ortaya çıktığını anlamaya çalışan açıklamalardır. Normalde ökaryotik hücrelere, yani genetik materyali içerdikleri hücresel bir zarla ayrılmış bir çekirdeğe sahip olanlara işaret ederler.

Dünyada yaklaşık 3.700 milyon yıl önce daha basit ve görünen prokaryotik hücrelerin aksine, ökaryotik hücreler çok daha karmaşık, daha büyük ve daha yeni bir görünüme sahiptir.

Ökaryotik hücreler, bitkiler ve hayvanlar gibi canlıların çoğunun temeli olduğu için, kökenleri ve neden ortaya çıktıkları hakkında birkaç teori geliştirilmiştir.

İlk hücrelerin gelişimi

İlk hücreler, en az 3, 700 milyon yıl önce, Dünya'nın oluşmasından 750 milyon yıl önce ortaya çıktı. İlk hücrelerin nasıl ortaya çıktığını kesin olarak bilmiyor olsak da, nasıl geliştiğini çok iyi biliyoruz.

Bununla birlikte, ilk hücrelerin oluşumu hakkında en çok kabul edilen teorilerden biri şudur: ilkel Dünyanın atmosferik koşulları göz önüne alındığında, bir enerji boşalması kendiliğinden oluşturmak için organik moleküller üretebilir.

Bu, Stanley Miller'in 1950'lerde yaptığı deneylerle, hidrojen, metan ve amonyaktan organik moleküller yaratmayı başardığı kanıtlandı.

Daha sonra, ilk karmaşık organik moleküller (ayrıca makromoleküller de denir) oluştu. Bu moleküllerin evriminde bir noktada, ilki, ortamındaki malzemeleri kullanarak kopyalamayı başardı. O zaman ilk defa bir hücre olarak doğdu.

Bu ilk hücreler, kullandıkları yakıt için rekabet eksikliği göz önüne alındığında, ilk başta serbestçe çoğalabilirdi. Bununla birlikte, sayıları önemli ölçüde arttığı için (tam olarak bu rekabet eksikliğinden dolayı), yakında hücrelerin çoğalmaya devam etmek için daha karmaşık hale gelmeleri gerekiyordu. Böylece evrim süreci başladı.

Hücre tipleri ve gelişimi

Uzun yıllar boyunca, prokaryotlar (kelimenin tam anlamıyla "çekirdeği olmayan" anlamına gelir) ve daha karmaşık ve daha sonra başlayan ökaryotların sadece iki tip hücre olduğuna inanılıyordu. Ancak, son iki yüzyılda, diğer ikisinin özelliklerine uymayan başka bir hücre tipi tespit ediyorlar.

Bu hücreler 90'lı yıllardan beri "eskileri" anlamına gelen "archaea" olarak bilinir. Bu şekilde, bugün üç alanlı bir sınıflandırma sistemi kullanılmaktadır: Archaea, Bacteria ve Eucaria.

Archaea hücreleri

Archaea (aynı zamanda Arqueas olarak da bilinir) çekirdeği olmayan, bakterilere çok benzeyen ancak bağımsız organizmalar olarak görülmelerine neden olan belirli özelliklere sahip hücrelerdir.

Hücrelerin geri kalanı gibi onlar da mikroskobik organizmalardır. Hücre duvarı çok dayanıklıdır ve aşırı ortamlarda yaşamalarına izin verir (uzaydaki asteroitlerde bile, herhangi bir atmosferde korunmadan).

Diyetleri de çok farklıdır, çünkü oksijen yerine hidrojen, karbondioksit veya sülfür gibi inorganik bileşiklerden faydalanırlar.

Prokaryotik hücreler (bakteri)

Prokaryotik hücreler, üç tip arasında en basitidir. Sadece hücrenin içini saran bir hücre zarına sahiptirler. İçinde sitoplazmanın içinde asılı olan genetik materyali ve bazı ribozomları (hücre içinde enerji üreten organeller) bulabiliriz.

Prokaryotik hücrelerin, birçok farklı türde olmasına rağmen, hepsi bakteri olarak sınıflandırılır. Çevreye daha etkili bir şekilde adapte olabilmek için, birçoğunun serbestçe hareket etmeleri için flagella veya yapışkan bir duvar, diğer organizmalara yapışmalarına izin veren kapsül gibi başka ilaveler de vardır.

Ökaryotik hücreler

Ökaryotik hücreler, üç tipin en karmaşık ve en büyüğüdür. Prokaryotlardan ve archaea'dan farklıdırlar, çünkü esas olarak DNA depoladıkları bir çekirdeği vardır. Ek olarak, farklı fonksiyon tipleri gerçekleştirmelerine izin veren çeşitli hücresel organel tipleri vardır.

Ökaryotik hücreler Dünyada var olan tüm karmaşık yaşamın temelidir. Bu nedenle, bilim adamları yıllardır kökenlerini araştırıyorlar ve Endosimbiyotik Hücre Gelişimi Teorisi'ni geliştirdiler.

Endosimbiyotik hücre evrimi teorisi

Ökaryotik hücreler archaea veya bakterilerden çok daha fazla gelişmiştir. Sadece birkaç on yıl önce ortaya çıkışı için tatmin edici bir açıklama bulundu: endosimbiyotik teori.

Bu teori, mitokondri ve ökaryotik hücrelerin kloroplastları arasındaki bakteri ile benzerlik ve formdalık üzerine kuruludur.

Bu nedenle, onu savunan bilim adamları, evrimin bir noktasında, büyük bir hücrenin bir bakteri emdiğini ve hayatta kalmak ve üremek için gerekli enerjiyi çıkarmak için kullanmaya başladığını öne sürüyorlar.

Öte yandan, emilen bakteriler yavruları bırakma olasılıklarının yanı sıra daha büyük bir hücre içinde olmakla daha fazla güvenlik kazanmıştır. Bu nedenle, simbiyotik bir ilişki vardı; dolayısıyla teorinin adı.

Milyonlarca yıllık evrimden sonra, bağımsız bakteri olan mitokondri ve kloroplastlar uzmanlaşmıştır. Bu nedenle, artık hücre dışında hayatta kalamazlar.

Endosimbiyotik teorinin kanıtları

Gündelik dilde, gerçeklere dayanmayan bir görüşü tanımlamak için "teori" kelimesini kullanıyoruz. Bununla birlikte, bilim dünyasında bir teori, deney ve gözlem ile doğrulanan bir fenomenin bir açıklamasıdır.

Endosimbiyotik teorisi bir istisna değildir. Birkaç ipucu, bunun, hayvansal ve bitkisel hücrelerin nasıl ortaya çıktığını düşünmemize yol açtı. Bu delillerin bazıları şunlardır:

• Mitokondri ve kloroplastların kendi DNA'sı vardır → Bu iki tür organel, hücrenin ana DNA'sından ayrılan, sitoplazmalarında DNA bulunan tek organeldir.
• Her iki organel de kendi kendine ürerler → Kendi DNA'larına sahip oldukları için, kloroplastlar ve mitokondri, hücreden bağımsız olarak çoğalabilir ve kendi bölünmelerini yönlendirebilir.
• Hücreler bir hücre zarına sahiptirler → Hücredeki diğer organellerden farklı olarak, hem mitokondri hem de kloroplastlarda onları diğerlerinden ayıran çift hücreli bir zar bulunur. Bu tür zar bakterilerde de bulunur.