- פיתוח התאים הראשונים
- סוגי תאים והתפתחותם
- תאי ארכאאה
- תאים פרוקריוטיים (חיידקים)
- תאים איקריוטיים
- התיאוריה האנדוסימביוטית של התפתחות התא
- ראיות לתאוריה האנדוסימביוטית
- הפניות
התיאוריות של תא אבולוצית הסברים מנסים כדי להבין מתי ואיך תאים יצאו. בדרך כלל הם מתייחסים לתאים אוקריוטיים, כלומר לאלה שיש להם גרעין המופרד על ידי קרום תאים בו הם מכילים את החומר הגנטי.
בניגוד לתאים פרוקריוטים, שהם פשוטים יותר והופיעו לפני כ -3.7 מיליארד שנה על פני כדור הארץ, תאים אוקריוטיים מורכבים הרבה יותר, גדולים יותר, ומופיעים לאחרונה.
תמונה בהבחנה גבוהה של אורגניזם חד תאי. דרך YouTube.
מאחר והתאים האוקריוטים הם הבסיס לרוב היצורים החיים, כמו צמחים ובעלי חיים, פותחו מספר תאוריות לגבי מקורם ומדוע הופעתם.
פיתוח התאים הראשונים
התאים הראשונים הופיעו לפני 3.7 מיליארד שנה לפחות, כ- 750 מיליון שנה לאחר שנוצר כדור הארץ. למרות שאיננו יודעים בוודאות כיצד הופיעו התאים הראשונים, אנו יודעים בדיוק בדיוק כיצד התפתחו.
עם זאת, אחת התיאוריות המקובלות ביותר לגבי היווצרות התאים הראשונים היא הבאה: בהתחשב בתנאים האטמוספריים של כדור הארץ הקדום, פריקה של אנרגיה יכולה לגרום למולקולות אורגניות להיווצר באופן ספונטני.
זה הוכח על ידי הניסויים של סטנלי מילר בשנות החמישים, בהם הצליח ליצור מולקולות אורגניות מימן, מתאן ואמוניה.
מאוחר יותר נוצרו המולקולות האורגניות המורכבות הראשונות (נקראות גם מקרומולקולות). בשלב מסוים בהתפתחות מולקולות אלו, הראשונה שהצליחה לשכפל את עצמה הגיחה באמצעות חומרים מסביבתה. ואז, לראשונה, נולד תא.
התאים הראשונים הללו יכלו להתרבות בחופשיות בהתחלה, נוכח חוסר התחרות על הדלק בו השתמשו. עם זאת, מכיוון שמספרם גדל במידה ניכרת (דווקא בגלל חוסר תחרות זה), תאים נאלצו עד מהרה להיות מתוחכמים יותר בכדי להמשיך להתרבות. כך החל תהליך ההתפתחות.
סוגי תאים והתפתחותם
במשך שנים רבות האמינו שרק שני סוגים של תאים היו קיימים, הפרוקריוטים (שפירושו המילולי "בלי גרעין") והאוקריוטים המורכבים יותר והמאוחרים יותר. עם זאת, בשתי המאות האחרונות, זוהו סוגים אחרים של תאים שאינם מתאימים למאפיינים של אחד משני האחרים.
תאים אלה נודעו מאז שנות ה 90 כ- "archaea", שפירושו המילולי "קדומים". בדרך זו, כיום משתמשים במערכת סיווג של שלושה תחומים: ארכאאה, חיידקים ואוקריה.
תאי ארכאאה
ארכאה (המכונה גם ארכאאה) הם תאים ללא גרעין, הדומים מאוד לחיידקים אך עם מאפיינים מסוימים שהובילו אותם להיחשב כאורגניזמים עצמאיים.
כמו כל התאים האחרים, הם אורגניזמים מיקרוסקופיים. דופן התא שלהם עמידה מאוד, מה שמאפשר להם לחיות בסביבות קיצוניות (אפילו על אסטרואידים בחלל, ללא הגנה על איזשהו אווירה).
התזונה שלהם שונה מאוד גם מכיוון שהם מנצלים תרכובות אורגניות כמו מימן, פחמן דו חמצני או גופרית במקום חמצן.
תאים פרוקריוטיים (חיידקים)
תאים פרוקריוטיים הם הפשוטים ביותר משלושת הסוגים. יש להם רק קרום תא אחד, המקיף את פנים התא. בפנים אנו יכולים למצוא את החומר הגנטי המושעה בתוך הציטופלזמה, כמו גם כמה ריבוזומים (האברונים המייצרים אנרגיה בתא).
תאים פרוקריוטים, למרות היותם מסוגים רבים ושונים, מסווגים כולם כחיידקים. בכדי להיות מסוגלים להסתגל לסביבה ביעילות רבה יותר, לרבים מהם יש תוספות אחרות, כמו פלאלה לנוע בחופשיות או קיר דביק, הקפסולה, המאפשרת להם להיצמד לאורגניזמים אחרים.
תאים איקריוטיים
התאים האוקריוטים הם המורכבים והגדולים מבין שלושת הסוגים. הם נבדלים מפרוקריוטים וארכיאאה בעיקר בכך שיש להם גרעין, שם הם אוגרים DNA. בנוסף, יש להם כמה סוגים של אברונים תאיים, המאפשרים להם לבצע פונקציות מסוגים שונים.
התאים האוקריוטים הם הבסיס לכל החיים המורכבים שקיימים על כדור הארץ. בגלל זה חוקרים חוקרים את מקורם במשך עשורים רבים, ופיתחו את מה שמכונה התיאוריה האנדוסימביוטית להתפתחות התאים.
התיאוריה האנדוסימביוטית של התפתחות התא
התאים האוקריוטים מפותחים הרבה יותר מאשר ארכאאה או חיידקים. רק לפני כמה עשורים נמצא הסבר מניח את הדעת להופעתה: התיאוריה האנדוסימביוטית.
תיאוריה זו מבוססת על קווי הדמיון שיש למיטוכונדריה והכלורופלסטים של תאים אוקיארוטיים עם חיידקים, הן בצורתם והן בתפקודם.
לכן המדענים המגינים עליו מציעים שבשלב מסוים של האבולוציה תא גדול ספג חיידק והחל להשתמש בו כדי לחלץ את האנרגיה הדרושה בכדי לשרוד ולהתרבות.
החיידקים הספוגים, לעומת זאת, השיגו הסתברות גדולה יותר להשאיר צאצאים, כמו גם ביטחון רב יותר על ידי הימצאותם בתא גדול יותר. לכן התרחשו קשר סימביוטי; מכאן שמה של התיאוריה.
לאחר מיליוני שנות אבולוציה, המיטוכונדריה והכלורופלסטים, שהיו בעבר חיידקים עצמאיים, התמחו. לכן הם כבר לא יכולים לשרוד מחוץ לתא.
ראיות לתאוריה האנדוסימביוטית
בשפה היומיומית אנו משתמשים במילה "תיאוריה" כדי לתאר דעה שאינה מבוססת על עובדה. עם זאת, בעולם המדע תיאוריה היא הסבר לתופעה שאושרה על ידי ניסויים והתבוננות.
התיאוריה האנדוסימביוטית אינה יוצאת דופן. כמה רמזים גורמים לנו לחשוב שכך נוצרו תאים מן החי והצמחים. כמה מההוכחות הללו הן כדלקמן:
- למיטוכונדריה וכלורופלסטים יש DNA משלהם → שני סוגי האברונים הללו הם היחידים שיש להם DNA בתוך הציטופלזמה שלהם, המופרדים מה- DNA העיקרי של התא.
- שני האברונים מתרבים מעצמם → מכיוון שיש להם DNA משלהם, כלורופלסטים ומיטוכונדריה יכולים לשכפל ללא תלות בתא, ולכוון חלוקה משלהם.
- יש להם קרום תא → בניגוד לשאר האברונים של התא, למיטוכונדריה וגם לכלורופלסטים יש קרום תא כפול המפריד בינם לבין השאר. סוג זה של קרום קיים גם בחיידקים.
הפניות
- "תאים פרוקריוטים" בתוך: האקדמיה של חאן. הוחלף בתאריך: 17 בינואר 2018 מאקדמיה של חאן: es.khanacademy.org.
- "הבדלים בין תא אוקריוטי לפרוקריוטי" ב: ההבדל בין. הוחלף בתאריך: 17 בינואר 2018 מההבדל בין: difference-entre.com.
- "מפרוקריוטות לאוקריוטות" בתוך: הבנת האבולוציה. הוחזר בתאריך: 17 בינואר, 2018 מתוך Understanding Evolution: evolution.berkeley.edu.
- "מקור והתפתחות התאים" ב: NCBI. הוחזר בתאריך: 17 בינואר 2018 מ- NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
- "התפתחות התא" בתוך: למד גנטיקה. הוחזר בתאריך: 17 בינואר 2018 מ- Learn Genetics: Learn.genetics.utah.edu