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. 1) Mitochondrie Obr. 3) Struktura bičíku

Obr. 2) Chloroplast

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

Obr. 4) schéma vzniku mitochondrie

Aerobní prokaryotní buňka

Pohlcení (fagocytóza)

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

Pohlcení (fagocytóza)

Primitivní eukaryotická buňka

Fotosynteticky aktivní prokaryotická buňka

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 diferenciacípovrchové 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

Obr. 6) Návaznost GA, ER a jádra (dle Štindl, 2005, upraveno)

Obr. 7) Schéma vzniku membrány vchlipováním

vchlipování membrány

Obr. 8) Schematické shrnutí teorie endosymbiozy

Evoluce skupiny Chromista společným znakem je zvláštní vývoj plastidů plastidy vytvářejí samostatný trojmembránový

až čtyřmembránový kompartment 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: 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/Anatomy/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_01.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