Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.2: Теорія клітин і безперервність життя

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    2772

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Спостереження за допомогою мікроскопів виявили, що всі досліджувані організми містили структурно схожі «клітини». Виходячи з таких спостережень, до кінця 1800-х років натуралісти зробили досить широкий висновок, відомий як Теорія клітин, він має дві частини. Перший полягає в тому, що кожен організм складається з однієї або декількох клітин (в деяких випадках мільярдів клітин) разом з неклітинними продуктами, що виробляються клітинами, такими як кістки, волосся, лусочки та слиз. Клітини, з якими займається Теорія клітин, визначаються як обмежені, відкриті, нерівноважні фізико-хімічні системи (визначення дуже схоже на це для самого життя). Другий аспект теорії клітин полягає в тому, що клітини виникають тільки з раніше існуючих клітин. Мається на увазі, що організми (і клітини, з яких вони складаються) виникають таким чином і ніякі інші, тому Теорія клітин нічого не говорить про те, що спочатку почалося життя надії. Тепер ми знаємо (і розглянемо дуже докладно, як ми будемо діяти), що крім своєї основної нерівноважної природи, клітини також містять унікальний матеріал, який кодує спадкову інформацію у фізичній і відносно стабільній формі, а саме молекули дволанцюгової дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). Виходячи з великого обсягу даних, Теорія клітин передбачає, що всі існуючі в даний час організми (і клітини, з яких вони складаються) пов'язані через безперервну серію подій поділу клітин, які тягнуться назад у часі. Інші дослідження, засновані на інформації, присутній в молекулах ДНК, а також ретельні порівняння того, як клітини будуються на молекулярному рівні, свідчать про те, що існував єдиний загальний предок для всього життя, який жив від ~ 3,5 до 3,8 мільярда років тому. Це чудовий висновок, враховуючи (явну) крихкість життя - він має на увазі, що кожна клітина вашого організму має безперервну багатомільярдну історію. Те, що теорія клітин не стосується, - це процеси, які призводять до походження перших організмів (клітин).

    Найраніші події походження життя, тобто, як саме виникли перші клітини і як вони виглядали, невідомі, хоча існує багато спекуляцій, щоб обійти. Наша плутанина багато в чому виникає з того факту, що наявні докази свідчать про те, що всі організми, які коли-небудь жили на Землі, мають єдиного спільного предка, і що цей предок, ймовірно, одноклітинний організм, вже був досить складним. Ми обговоримо, як ми дійшли до цих висновків та їх наслідків, пізніше в цьому розділі. Один досить дивний момент, який слід пам'ятати, полягає в тому, що «народження» нової клітини передбачає безперервний процес, за допомогою якого одна клітина стає двома. Кожна клітина частково визначається наявністю чіткого поверхневого бар'єру, відомого як клітинна або плазмова мембрана. Нова клітина утворюється, коли ця оригінальна мембрана відщипується, утворюючи дві різні клітини (FIG→). Важливим моментом тут є те, що розриву немає, нова клітина не «оживає», а швидше виходить з вже існуючої клітини. Ця безперервність клітини з клітини поширюється назад у часі на мільярди років. Ми часто визначаємо початок нового життя з завершенням поділу клітин, або у випадку статевого розмноження багатоклітинних організмів (включаючи людей), подію злиття, зокрема злиття яйцеклітини та сперматозоїда. Але знову немає розриву, як яйцеклітина, так і сперматозоїди походять з інших клітин, і коли вони зливаються, результатом є також клітина. У сучасному світі всі клітини і організми, які вони утворюють, виходять з раніше існуючих клітин і успадковують від цих клітин як їх клітинну структуру, основу нерівноважної живої системи, так і їх генетичний матеріал, свою ДНК. Коли ми говоримо про клітинні або органімічні структури, ми насправді говоримо про інформацію, присутню в живій структурі, інформацію, яка втрачається, якщо клітина/організм гине. Інформація, що зберігається в молекулах ДНК (відома як генотип організму), є більш стабільною, ніж сам організм; вона може пережити смерть організму, принаймні на деякий час. Насправді молекули ДНК, що містять інформацію, можуть переміщатися між неспорідненими клітинами або з навколишнього середовища в клітину, процес, відомий як горизонтальний перенесення генів, який ми детально розглянемо ближче до кінця книги.

    Автори та атрибуція