Theorien der Zellentwicklung

Die Theorien der Zellentwicklung sie sind Erklärungen, die versuchen zu verstehen, wann und wie die Zellen entstanden sind. Normalerweise beziehen sie sich auf eukaryotische Zellen, dh solche, die einen durch eine Zellmembran getrennten Kern aufweisen, in dem sie das genetische Material enthalten.

Im Gegensatz zu prokaryotischen Zellen, die einfacher sind und vor etwa 3700 Millionen Jahren auf der Erde erschienen, sind eukaryotische Zellen viel komplexer, größer und jünger.

Da eukaryotische Zellen die Grundlage der meisten Lebewesen wie Pflanzen und Tiere sind, wurden verschiedene Theorien über ihren Ursprung und warum sie erschienen sind, entwickelt.

Index

• 1 Entwicklung der ersten Zellen
• 2 Zelltypen und ihre Entwicklung
  • 2.1 Archaea Zellen
  • 2.2 Prokaryotische Zellen (Bakterien)
  • 2.3 Eukaryotische Zellen
• 3 Endosymbiotische Theorie der Zellentwicklung
  • 3.1 Beweise der endosymbiotischen Theorie
• 4 Referenzen

Entwicklung der ersten Zellen

Die ersten Zellen erschienen vor mindestens 3.700 Millionen Jahren, etwa 750 Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde. Obwohl wir nicht sicher wissen, wie die ersten Zellen entstanden sind, wissen wir recht gut, wie sie entstanden sind.

Eine der am meisten akzeptierten Theorien über die Bildung der ersten Zellen ist jedoch die folgende: Angesichts der atmosphärischen Bedingungen der primitiven Erde kann eine Entladung von Energie organische Moleküle erzeugen, um sich spontan zu bilden.

Dies zeigten die Experimente von Stanley Miller in den 50er Jahren, in denen er organische Moleküle aus Wasserstoff, Methan und Ammoniak erzeugte.

Später wurden die ersten komplexen organischen Moleküle (auch Makromoleküle genannt) gebildet. Irgendwann in der Evolution dieser Moleküle war die erste in der Lage, mit Materialien aus ihrer Umgebung zu replizieren. Er wurde zum ersten Mal geboren, eine Zelle.

Diese ersten Zellen hätten sich aufgrund des Mangels an Konkurrenz für den verwendeten Brennstoff zunächst frei reproduzieren können. Da ihre Anzahl jedoch beträchtlich anstieg (gerade wegen dieser fehlenden Konkurrenz), mussten die Zellen bald ausgefeilter werden, um sich weiter zu reproduzieren. So begann der Evolutionsprozess.

Arten von Zellen und ihre Entwicklung

Viele Jahre lang glaubte man, dass es nur zwei Arten von Zellen gab, Prokaryoten (wörtlich "ohne Kern") und Eukaryoten, die komplexer und später einsetzten. In den letzten zwei Jahrhunderten haben sie jedoch eine andere Art von Zellen identifiziert, die nicht mit den Eigenschaften der anderen beiden übereinstimmen.

Diese Zellen sind seit den 90er Jahren als Archaea bekannt, was wörtlich "die Alten" bedeutet. Auf diese Weise wird heute ein Klassifizierungssystem aus drei Domänen verwendet: Archaea, Bacteria und Eucaria.

Archaea Zellen

Die Archaea (auch bekannt als Arqueas) sind Zellen ohne Kern, die Bakterien sehr ähnlich sind, aber mit bestimmten Eigenschaften, die sie dazu gebracht haben, als unabhängige Organismen betrachtet zu werden.

Wie der Rest der Zellen sind sie mikroskopische Organismen. Seine Zellwand ist sehr widerstandsfähig, so dass sie in extremen Umgebungen leben können (sogar Asteroiden im Weltraum, ohne den Schutz irgendeiner Atmosphäre).

Ihre Ernährung ist auch sehr unterschiedlich, da sie anstelle von Sauerstoff anorganische Verbindungen wie Wasserstoff, Kohlendioxid oder Schwefel nutzen.

Prokaryotische Zellen (Bakterien)

Prokaryotische Zellen sind die einfachsten unter den drei Arten. Sie haben nur eine Zellmembran, die das Innere der Zelle umgibt. Im Inneren finden wir das genetische Material im Zytoplasma, sowie einige Ribosomen (die Organellen, die Energie in der Zelle erzeugen).

Prokaryotische Zellen werden, obwohl sie von vielen verschiedenen Arten sind, alle als Bakterien klassifiziert. Um sich besser an die Umwelt anpassen zu können, haben viele von ihnen andere Zusätze, wie z. B. Flagellen, um sich frei zu bewegen oder eine klebrige Wand, die Kapsel, die es ihnen ermöglicht, an anderen Organismen anzuhaften.

Eukaryotische Zellen

Eukaryotische Zellen sind die komplexesten und größten der drei Arten. Sie unterscheiden sich von Prokaryoten und Archaeen vor allem dadurch, dass sie einen Kern haben, in dem sie DNA speichern. Darüber hinaus haben sie mehrere Arten von Zellorganellen, die es ihnen ermöglichen, verschiedene Arten von Funktionen zu erfüllen.

Eukaryotische Zellen sind die Grundlage für das komplexe Leben auf der Erde. Aus diesem Grund haben Wissenschaftler ihre Herkunft für viele Jahrzehnte untersucht und sich als endosymbiotische Theorie der Zellentwicklung entwickelt.

Endosymbiotische Theorie der Zellentwicklung

Eukaryotische Zellen sind viel weiter entwickelt als Archaea oder Bakterien.Erst vor wenigen Jahrzehnten wurde eine zufriedenstellende Erklärung für sein Auftreten gefunden: die Endosymbiotik-Theorie.

Diese Theorie basiert auf den Ähnlichkeiten zwischen Mitochondrien und Chloroplasten eukaryotischer Zellen mit Bakterien, sowohl in ihrer Form als auch in ihrer Funktion.

Deshalb schlagen die Wissenschaftler, die sie verteidigen, vor, dass eine große Zelle irgendwann in der Evolution ein Bakterium absorbiert und damit begonnen hat, die Energie zu nutzen, die notwendig ist, um zu überleben und sich zu vermehren.

Die absorbierten Bakterien hingegen hatten größere Wahrscheinlichkeit, Nachkommen zu hinterlassen, sowie größere Sicherheit, indem sie sich in einer größeren Zelle befanden. Daher gab es eine symbiotische Beziehung; daher der Name der Theorie.

Nach Millionen Jahren der Evolution haben sich die Mitochondrien und Chloroplasten, die früher unabhängige Bakterien waren, spezialisiert. Daher können sie nicht mehr außerhalb der Zelle überleben.

Beweise der endosymbiotischen Theorie

In der Alltagssprache verwenden wir das Wort "Theorie", um eine Meinung zu beschreiben, die nicht auf Tatsachen beruht. In der Welt der Wissenschaft ist eine Theorie jedoch eine Erklärung für ein Phänomen, das durch Experimente und Beobachtungen bestätigt wird.

Die endosymbiotische Theorie ist keine Ausnahme. Mehrere Hinweise lassen vermuten, dass so die tierischen und pflanzlichen Zellen entstanden sind. Einige dieser Beweise sind die folgenden:

• Mitochondrien und Chloroplasten haben ihre eigene DNA → Diese beiden Arten von Organellen sind die einzigen, die DNA in ihrem Zytoplasma haben und von der Haupt-DNA der Zelle getrennt sind.
• Beide Organellen vermehren sich selbst → Da sie ihre eigene DNA haben, können Chloroplasten und Mitochondrien unabhängig von der Zelle replizieren und ihre eigene Teilung steuern.
• Sie haben eine Zellmembran → Im Gegensatz zu den übrigen Organellen in der Zelle haben sowohl Mitochondrien als auch Chloroplasten eine Doppelzellmembran, die sie vom Rest trennt. Diese Art von Membran ist auch in Bakterien vorhanden.

Referenzen

1. "Prokaryotische Zellen" in: Khan Academy. Abgerufen am 17. Januar 2018 von Khan Academy: en.khanacademy.org.
2. "Unterschiede zwischen eukaryotischen und prokaryotischen Zellen" in: Differenz zwischen. Abgerufen am: Januar 17, 2018 Unterschied zwischen: diferencia-entre.com.
3. "Von Prokaryoten zu Eukaryoten" in: Evolution verstehen. Rückgriff auf: 17. Januar 2018 von Understanding Evolution: evolution.berkeley.edu.
4. "Der Ursprung und die Evolution der Zellen" in: NCBI. Abgerufen am: 17. Januar 2018 von NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
5. "Die Evolution der Zelle" in: Learn Genetics. Rückgriff auf: 17. Januar 2018 von Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.