Transcript Evoluce eukaryotické buňky

2.3. EVOLUCE EUKARYOTICKÉ
BUŇKY
Autor: PhDr. Přemysl Štindl
Recenze: Mgr. Vladimír Bádr, Ph.D.
Teorie o endosymbióze
(autorka Lynn Margulisová)


vysvětluje především původ semiautonomních organel
semiautonomní organely:
mají vlastní DNA a tím i celý genetický aparát
 rozmnožují se uvnitř buněk relativně samostatně, ale řada
jejich biomakromolekul je kódována v jaderné DNA

mitochondrie
 plastidy
 bazální tělíska bičíků

Semiautonomní organely

Mitochondrie, chloroplast, bazální tělísko bičíku
 Velikosti
vzájemně nekorespondují
Obr. 2) Chloroplast
Obr. 1) Mitochondrie
Obr. 3) Struktura bičíku
Předpoklady teorie

přítomnost všech typů prokaryot:
 anaerobní
 fotosyntetizující
 nově
vyvinutá aerobní
 zvláštní skupina pohyblivých vláknitých prokaryot,
podobných dnešním spirochétám

předpokládá jejich vzájemné splývání
(endosymbiózu)
Vznik mitochondrie





pohlcení aerobního prokaryonta některým
z amébovitých anaerobních prokaryont
vznik uzavřených, dvojmembránových struktur
redukce části metabolismu aerobního prokaryonta
z něj se vyvinuly mitochondrie
cca před 2 miliardami let
a) Evoluční základ živočišné buňky




poté splynutí s pohyblivým, vláknitým prokaryontem
vzniklá buňka již měla uspořádání eukaryotické
a kromě mitochondrií nově obsahovala i bazální
tělíska s bičíky, popřípadě tubulární mitotický
aparát
taková primitivní eukaryotická buňka se stala
evolučním základem prvoků, živočišných
a houbových organismů.
Kdy? Asi před 1,5 miliardou let.
endosymbióza mitochondrie

Endosymbióza mitochondrie a později i bičíku vede
ke vzniku živočišné buňky
Aerobní prokaryotní buňka
Pohlcení (fagocytóza)
Obr. 4) schéma vzniku mitochondrie
b) Evoluční základ rostlinné buňky





již existující primitivní eukaryotická buňka pohltila
fotosyntetizujícího prokaryonta (předchůdce sinic)
zůstala s ním v trvalém, vzájemně prospěšném
soužití
tato fotosyntetizující prokaryota se postupně
v hostitelské buňce vyvinula v plastidy
takto vybavená eukaryotická buňka dala základ
pro vznik řas a později i cévnatých (vyšších) rostlin
Kdy? Před necelou miliardou let.
- Endosymbioza chloroplastu,
vznik rostlinné buňky
Primitivní eukaryotická
buňka
Fotosynteticky aktivní
prokaryotická buňka
Pohlcení (fagocytóza)
Eukaryotická rostlinná
buňka s chloroplasty
Obr. 5) Schéma vzniku chloroplastu
Evoluční základ biomemránových
struktur
všechny biomembrány vykazují podobný chemický
i stavební princip a vzájemnou prostorovou návaznost
 vyvinuly se postupným vchlipováním a diferenciací
povrchové cytoplazmatické membrány
o
vývojové souvislosti svědčí přímé propojení
endoplazmatického retikula s Golgiho aparátem
a s jadernou membránou
 také další membránové útvary, lysozómy, vznikají
odštěpováním okrajových váčků Golgiho aparátu

vznik membrán


Obrázek návaznosti ER, GA a jádra
Obrázek vzniku membrán vchlipováním (postupně vzniká
jaderná membrána, ER
vchlipování
membrány
Obr. 6) Návaznost GA, ER a jádra
(dle Štindl, 2005, upraveno)
Obr. 7) Schéma vzniku membrány vchlipováním
Obr. 8)
Schematické shrnutí teorie
endosymbiozy
Evoluce skupiny Chromista
společným znakem je zvláštní vývoj plastidů
 plastidy
vytvářejí samostatný trojmembránový
čtyřmembránový kompartment



až
kromě dvojmembránových typů chloroplastů (u řas,
mechorostů a cévnatých rostlin) se vyvíjela zvláštní skupina,
u které jsou plastidy uzavřené v další membráně
endoplazmatického retikula
k těmto organismům s takto utvářenými plastidy patří:
1)
2)
3)
zlatohnědé řasy (Chromophyta)
skrytěnky (Cryptophyta)
snad i druhotně heterotrofní oomycety (Oomycota –
houby)
1) Chromophyta
Obr. 9) zástupci skupiny Chromophyta
Obr. 10)
2) skrytěnky (Cryptophyta)
Obr. 11) rod Coscinodiscus sp.
3) Oomycota
Obr. 12)
Rod
Leptomitus
Teorie tzv. sekundární endosymbiózy



eukaryotická heterotrofní buňka pohltila a uzavřela
v sobě jinou eukaryotickou fotosyntetizující buňku
dokladem pro tuto teorii je u některých jedinců
pozůstatek jádra původního endosymbiotického
eukaryota, tzv. nukleomorf, v plastidu
například skrytěnky
Protista
všechny jednobuněčné eukaryotické organismy začleňuje
někdy systematická biologie do samostatné skupiny
nazvané Protista
 výlučně na této organizační úrovni existoval život na
naší planetě ještě před osmi až sedmi sty miliony let
 teprve pak se jednotlivé buňky spojovaly a začaly
vytvářet kolonie
 v buněčných koloniích postupně docházelo k diferenciaci
a specializaci buněk i k ustálení jejich počtu. Vznikala
tak cenobia, snad bezprostřední předchůdci skutečných
mnohobuněčných organismů


(např. váleč koulivý, Volvox globator)
Váleč koulivý (Volvox globator)
Obr. 13)
literatura

Dostál, P. (2004) Historický vývoj organismů.
Univerzita Karlova v Praze – Pedagogická fakulta.
Praha. s. 5 – 7.
Zdroje obrázků:

Obr. 1) http://fig.cox.miami.edu/Faculty/Dana/mitochondrion.jpg

Obr. 2) http://virtualbiologytutor.co.uk/images/

Obr. 3)
http://www.cartage.org.lb/en/themes/sciences/Zoology/AnimalPhysiology/Anato
my/AnimalCellStructure/CiliaFlagella/CiliaFlagella.htm

Obr. 4) www.wiley.com/college/karp/CL...S/.../chapter01_Animation_01.swf

Obr. 5) www.wiley.com/college/karp/CL...S/.../chapter01_Animation_01.swf

Obr. 6) Štindl P. (2005) Obraz a schéma při výuce vybraných kapitol cytologie. Dipl.
práce. Hradec Králové: Pdf UHK, 2005.

Obr. 7) www.wiley.com/college/karp/CL...S/.../chapter01_Animation_01.swf

Obr. 8) internetový zdroj

Obr. 9) internetový zdroj

Obr. 10) internetový zdroj
Zdroje obrázků:

Obr. 11)
http://oceanfromspace.org/e107_plugins/content/e107_images/articles/bloom_0
1.jpg

Obr. 12) http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB/Galleries/Klos/Bavaria/index.html

Obr. 13) http://www.znanje.org/i/i22/02iv06/02iv0627/volvox.jpg
KONEC
O1/09
PhDr. Přemysl Štindl