Sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu, kehidupan seluler muncul di Bumi dalam bentuk bakteri primitif. Bakteri atau “prokariota” mengatur gen mereka ke dalam kromosom melingkar yang terkena kebohongan dalam lingkungan cairan sel.
Dalam miliar tahun, jenis sel bakteri telah berkembang dan diversifikasi, berkembang berbagai cara mengekstrak energi dari lingkungan. Jenis ini termasuk pertama archaebacteria fermentasi anaerob, maka penghasil oksigen fotosintesis cyanobacteria, dan akhirnya bernapas bakteri aerobik mampu memanfaatkan suasana yang kaya oksigen baru. Selain itu beberapa bakteri telah menjadi motil, seperti spirochetes menggeliat pembuka botol berbentuk. Semua jenis sel bakteri ini memiliki keturunan yang hidup saat ini. [
Eukariota, yang deoxyribonucleic acid (DNA) yang diasingkan dalam membran-terikat inti terpisah, pertama kali muncul mungkin 2 miliar tahun yang lalu. Sel eukariotik juga mengandung sistem internal yang ekstensif membran, sitoskeleton, dan berbagai jenis membran-terikat organel, termasuk mitokondria (yang “pabrik listrik”) dan, dalam ganggang dan tanaman, plastida (situs fotosintesis). Semua kehidupan multiselular, termasuk tumbuhan, hewan, dan jamur, yang terdiri dari sel-sel eukariotik; beberapa mikroba, seperti alga uniseluler dan protozoa, juga eukariota. Jadi bagaimana keragaman ini organisme eukariotik berevolusi dari nenek moyang prokariotik?
Serial endosimbiosis
Penjelasan yang paling banyak diterima dikenal sebagai teori Serial endosimbiosis (SET), diartikulasikan dan diperjuangkan oleh ilmuwan Lynn Margulis. Pada tahun 1905 ilmuwan Rusia Konstantin Merezhkovsky mengusulkan bahwa organ baru atau organisme dapat terbentuk melalui simbiosis (“yang hidup bersama dari berbagai jenis organisme”). Dalam peneliti 1920 Ivan Wallin menyarankan bahwa organel seperti kloroplas dan mitokondria berasal bakteri simbiosis. Teorinya ditolak oleh rekan-rekannya, yang menyebabkan dia untuk meninggalkan penyelidikan laboratorium.[
Namun, pada tahun 1967 teori disadarkan oleh Margulis untuk menjelaskan pengamatan oleh ahli genetika dari “gen sitoplasma,” DNA ditemukan di luar inti. Margulis mengusulkan bahwa organel sitoplasma dengan asal bakteri adalah sumber gen extranuclear. Margulis SET dimulai dengan merger dari archaebacterium, kurang dinding sel yang kaku, dengan spirochetes motil untuk membentuk sel eukariotik pertama. Membran fleksibel archeabacterium yang terjepit ke dalam untuk menyertakan DNA dalam inti ganda membran dan spirochetes memberikan dukungan cytoskeletal, akhirnya menimbulkan struktur motil yang dikenal sebagai mikrotubulus.
Ini tipe sel baru kemudian ditelan sebuah aerobik (membutuhkan oksigen) bakteri, yang dipertahankan dalam membran vesikel di dalam sel inang. Selama beberapa generasi, komponen ini sel baru berkembang menjadi apa yang sekarang para ilmuwan sebut “mitokondria” dan eukariota diperbolehkan untuk berkembang dalam lingkungan yang kaya oksigen dengan memanfaatkan kemampuan metabolisme mitra terbarunya. Seiring waktu, banyak gen proto-mitokondria itu dipindahkan ke Disarankan jalur evolusi untuk asal-usul mitokondria.
Evolusi Sel Tumbuhan
inti tuan rumah, membuat mitokondria tergantung pada sel inang untuk kelangsungan hidupnya. Dalam cara yang sama, beberapa sel berinti aerobik ini didirikan asosiasi simbiosis dengan cyanobacteria intraseluler, yang mengarah ke evolusi eukariota fotosintesis.
Pandangan bahwa sel eukariotik berevolusi dari konsorsium berkaitan erat bakteri awalnya bertemu dengan kritik tajam. Beberapa, termasuk Margulis, berpendapat bahwa penemuan yang baik mitokondria dan plastida mengandung bakteri seperti kromosom melingkar, sumber “gen sitoplasma,” adalah bukti asal-usul bakteri ini organel ganda membran-terikat. Lainnya berpendapat, bagaimanapun, bahwa organel ini dan gen mereka berasal dengan mencubit off dari inti.
Evolusi Sel Tumbuhan
Akhirnya peneliti mengumpulkan lebih banyak dan lebih mendukung bukti premis utama SET: asal simbiosis mitokondria dan plastida. Ukuran, struktur gen dan urutan, biokimia, dan reproduksi fisi gaya organel ini semua menyiratkan hubungan yang lebih dekat evolusi untuk membebaskan-hidup bakteri aerob dan cyanobacteria daripada sel “host” archaebacteria diturunkan dikodekan oleh gen dalam inti. Asal mikrotubulus dari simbion spirochete, bagaimanapun, tidak didukung dengan baik dan tetap kontroversial. Salah satu alasan teori ditanggapi dengan skeptis awal tersebut adalah bahwa hal itu menantang ide-ide yang berlaku tentang bagaimana evolusi terjadi: yaitu, melalui akumulasi lambat perubahan set vertikal ditularkan dari gen, sehingga peristiwa spesiasi yang cabang-cabang pohon kehidupan selamanya membelah, pernah bergabung. SET menggambarkan perpaduan grosir dua (tiga, empat, atau lebih) genom, sebuah proses yang bergabung sebelumnya divergen cabang menjadi satu.