進化細胞の理論は、細胞がいつどのようにして出現したかを理解しようとする説明です。通常、それらは真核細胞、つまり核が細胞膜によって隔てられ、遺伝物質が含まれている細胞を指します。
より単純で約37億年前に地球上に出現した原核細胞とは異なり、真核細胞ははるかに複雑で、大きく、そして最近出現しています。
単細胞生物の高精細画像。Youtube経由。
真核細胞は植物や動物などのほとんどの生物の基礎であるので、その起源とそれらがなぜ出現したかについていくつかの理論が開発されてきました。
最初の細胞の開発
最初の細胞は少なくとも37億年前、地球が形成されてから約7億5000万年前に現れました。最初の細胞がどのように出現したのかははっきりとはわかりませんが、どのようにして発生したのかは正確にわかります。
ただし、最初のセルの形成について最も広く受け入れられている理論の1つは次のとおりです。地球の初期の大気条件を考えると、エネルギーの放出により、有機分子が自然に形成される可能性があります。
これは、1950年代にスタンレーミラーが水素、メタン、およびアンモニアから有機分子を作成することに成功した実験で実証されました。
その後、最初の複雑な有機分子（高分子とも呼ばれる）が形成されました。これらの分子の進化のある時点で、それ自体を複製できる最初の分子は、その環境からの材料を使用して出現しました。そして、初めて、細胞が生まれました。
これらの最初のセルは、使用する燃料をめぐる競争がなければ、最初は自由に再生できたはずです。しかし、その数は大幅に増加したため（正確にはこの競争の欠如のため）、細胞は再生を続けるためにすぐにさらに洗練されなければなりませんでした。このようにして進化の過程が始まりました。
細胞型とその発生
長年にわたり、2種類の細胞しか存在しないと考えられていました。原核生物（これは文字通り「核なし」を意味します）と、より複雑で後で発症する真核生物です。ただし、過去2世紀には、他の2つのセルのいずれの特性にも適合しない他のタイプのセルが識別されています。
これらの細胞は90年代から「古細菌」として知られており、文字通り「古代のもの」を意味します。このようにして、今日では、3つのドメインの分類システムが使用されています：古細菌、細菌、ユーカリア。
古細菌細胞
古細菌（古細菌とも呼ばれます）は、核を持たない細胞で、細菌に非常に似ていますが、特定の特性を備えているため、それらは独立した生物と見なされています。
他のすべての細胞と同様に、それらは微視的な生物です。彼らの細胞壁は非常に耐性があり、極端な環境で生きることができます（宇宙の小惑星でさえ、どんな種類の大気の保護もなしに）。
酸素の代わりに水素、二酸化炭素、硫黄などの無機化合物を利用しているため、食事も非常に異なります。
原核細胞（細菌）
原核細胞は3つのタイプの中で最も単純です。それらは細胞の内部を取り巻く唯一の細胞膜を持っています。内部には、細胞質内に浮遊している遺伝物質や、いくつかのリボソーム（細胞内でエネルギーを生成する細胞小器官）があります。
原核細胞は、多くの異なるタイプであるにもかかわらず、すべて細菌として分類されます。より効率的に環境に適応するために、それらの多くは、自由に動くべん毛や粘着性の壁、他の生物に付着することを可能にするカプセルなど、他の追加機能を備えています。
真核細胞
真核細胞は3つのタイプの中で最も複雑で最大のものです。原核生物や古細菌とは異なり、主に核があり、DNAを保管しています。さらに、彼らはいくつかの種類の細胞小器官を持っているため、さまざまな種類の機能を実行できます。
真核細胞は、地球上に存在するすべての複雑な生命の基礎です。このため、科学者は何十年にもわたってその起源を研究しており、いわゆる細胞内生共生理論を開発しています。
細胞進化の内部共生理論
真核細胞は古細菌や細菌よりもはるかに発達しています。ほんの数十年前に、その出現についての満足のいく説明が見つかりました：共生理論。
この理論は、真核細胞のミトコンドリアと葉緑体がバクテリアと、それらの形と機能の両方で持っている類似性に基づいています。
したがって、それを擁護する科学者たちは、進化のある時点で、大きな細胞が細菌を吸収し、それを使用して生存および繁殖に必要なエネルギーを抽出することを提案しました。
一方、吸収されたバクテリアは、より大きな細胞の中にいることにより、子孫を残す確率が高くなり、セキュリティも向上しました。したがって、共生関係が発生しました。したがって、理論の名前。
何百万年もの進化の後、以前は独立した細菌であったミトコンドリアと葉緑体が特殊化しました。したがって、彼らはもはや細胞外で生き残ることができません。
共生理論の証拠
日常の言葉では、「理論」という言葉を使用して、事実に基づいていない意見を説明します。しかし、科学の世界では、理論は実験と観察によって確認された現象の説明です。
共生理論も例外ではありません。いくつかの手がかりは、これが動物や植物の細胞がどのようにして生まれたのかを考えさせます。これらの証拠のいくつかは次のとおりです。
- ミトコンドリアと葉緑体は独自のDNAを持っている→これらの2種類の細胞小器官は、細胞質内にDNAを持ち、細胞のメインDNAから分離されている唯一のものです。
- 両オルガネラは独自に複製する→独自のDNAを持っているため、葉緑体とミトコンドリアは細胞とは独立して複製し、独自の分裂を指示することができる。
- 彼らは細胞膜を持っています→残りの細胞のオルガネラとは異なり、ミトコンドリアと葉緑体の両方は、それらを残りから分離する二重の細胞膜を持っています。このタイプの膜は細菌にも存在します。
参考文献
- 「原核細胞」：カーンアカデミー。取得日：2018年1月17日、カーンアカデミー：es.khanacademy.org
- 「真核細胞と原核細胞の違い」：違い。取得日：2018年1月17日、Difference Between：difference-entre.comから。
- 「原核生物から真核生物へ」：進化の理解。取得：2018年1月17日、Understanding Evolution：evolution.berkeley.eduから。
- 「細胞の起源と進化」in：NCBI。取得日：2018年1月17日、NCBIから：ncbi.nlm.nih.gov。
- "The Evolution of the Cell" in：Learn Genetics。取得：2018年1月17日、Learn Geneticsから取得：learn.genetics.utah.edu。