5.7: Evolution of Eukaryotes
Evolution of Eukaryotes
私たち自身の真核細胞は、核膜で染色体のDNAを守り、ミトコンドリアでATPを作り、旗で動き（精子の細胞の場合）、葉緑体で食物を作る細胞を食べているのです。 すべての多細胞生物と単細胞の原生生物は、この細胞の複雑さを共有している。 細菌（原核生物）の細胞は桁違いに小さく、このような複雑さは全くない。
最初の真核細胞（核と膜結合小器官を持つ細胞）は、おそらく約20億年前に進化したものと思われます。 これを説明するのが、「共生説」です。 下図に示すように、大きな細胞が小さな細胞を飲み込むことで内生物が誕生した。 小さな細胞は大きな細胞によって消化されなかった。
独立した細胞からオルガネラへ。
大細胞と小細胞は、双方の細胞が恩恵を受ける共生関係を形成していたのです。
大細胞と小細胞は、双方の細胞が恩恵を受けるような共生関係を築いた。小細胞の一部は、大細胞の老廃物を分解してエネルギーを得ることができた。
大細胞と小細胞は、双方の細胞が恩恵を受ける共生関係を築いていた。 真核細胞のミトコンドリアとなったのである。 他の小さな細胞は、太陽の光を使って食べ物を作ることができた。 そして、その食物を大細胞と共有する。
ミトコンドリアと葉緑体
この進化の経路を示す証拠は何でしょうか。 生化学と電子顕微鏡が説得力のある裏付けを与えてくれます。
- そのオルガネラの DNA は短くて円形であり、その DNA 配列は核で見つかった DNA 配列と一致していません。
- オルガネラ膜を構成する分子は、原核生物の膜のものと似ており、真核生物の膜のものとは異なる。
- これらのオルガネラのリボソームは、細菌のリボソームと似ており、真核生物のリボソームとは異なっている。
- 生殖は有糸分裂ではなく、二元分裂によって行われます。
- 生化学的経路と構造は、原核生物により近い関係を示しています。
- これらのオルガネラの周囲には 2 つ以上の膜があります。 この劇的な進化の時期（というより一連の出来事）は明らかではありません。 現在の真核生物と明らかに関連する最古の化石は、12億年前の紅藻である。 しかし、多くの科学者は、真核細胞の出現を約20億年前と位置づけている。
すべては何を意味するのか
真核細胞は、共生によって可能となったもので、強力で効率的なものでした。 そのパワーと効率は、多細胞化、細胞の特殊化、および大型化という新しい特性を進化させる可能性を与えました。 その結果、今日の動物、植物、菌類の多様性が生まれたのである。 しかしながら、初期の生命の歴史を閉じるにあたり、初期の進化の驚くべき、しかし、しばしば語られることのないパターンとプロセスについて、今一度考えてみてほしい。 私たち人間はしばしば、植物や動物に注目し、バクテリアには目をつぶってしまう。 人間の感覚では、単細胞の想像を絶する多様性、有機分子の構造、生化学的経路の複雑さを直接認識することはできません。 初期進化を学ぶことで、現在、そして地球の歴史を通じて、目に見えない世界の美しさと多様性を知る窓として、新たな視点を得てみませんか？ あなたの体には、100兆個の細胞を住処とするミトコンドリアに加えて、人間の細胞よりも多くのバクテリアの細胞が存在します。
生命の3大領域は、15億年前までに進化していました。 真核生物は古細菌と共通の祖先を持つことが生化学的な類似性からわかりますが、私たちの小器官はおそらくバクテリアから共生によって子孫を残したと思われます
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