Сотовая связь - Cellularization

Теория клеточность, также известная как синцитиальная теория или теория инфузорий-акоелей, представляет собой теорию, объясняющую происхождение Metazoa. Идею предложил Хаджи. [1] и Хэнсон.[2]

Теория клеточности утверждает, что многоклеточные животные произошли от одноклеточного инфузория с несколькими ядрами, прошедшими клеточность. Во-первых, у инфузорий появился вентральный рот для питания, и все ядра переместились в одну сторону от клетки. Во-вторых, эпителий был создан мембранами, образующими барьеры между ядрами. Таким образом был создан многоклеточный организм из одной многоядерной клетки (синцитий ).[3]

Аргументы

Турбеллярные плоские черви

Посредством нескольких процессов клеточности предок инфузорий превратился в известного в настоящее время турбеллярные плоские черви, которые согласно теории являются наиболее примитивными многоклеточными животными. Теория клеточности основана на большом сходстве инфузорий и плоских червей. И инфузории, и плоские черви имеют реснички, находятся двусторонне симметричный, и синцитиальный. Поэтому теория предполагает, что двусторонняя симметрия примитивнее, чем радиальная симметрия. Однако современные биологические данные показывают, что самые примитивные формы многоклеточных животных демонстрируют радиальную симметрию, и, следовательно, радиально-симметричные животные, такие как книдария не могут быть получены от двусторонних плоских червей.[4]

Делая вывод, что первыми многоклеточными животными были плоские черви, также предполагается, что более простые организмы, такие как губки, гребневики и книдарийцы произошли бы от более сложных животных.[5] Однако большинство современных молекулярных исследований показали, что губки - самые примитивные многоклеточные животные.[6][7]

Зародышевые слои формируются одновременно

Синцитиальная теория отвергает теория зародышевых листков. При развитии турбеллярии (Acoela ) три области образуются без образования зародышевых листков. Из этого был сделан вывод, что зародышевые листки образуются одновременно во время процесса клеточности. Это контрастирует с теорией зародышевого слоя, в которой эктодерма, энтодерма и мезодерма (у более сложных животных) накапливают эмбрион.[8]

Drosophila melanogaster развитие

Доказательства синцитиальной теории также можно найти в развитии Drosophila melanogaster. Первые 13 ядерных делений образуют синцитиальный бластодерма состоящий примерно из 6000 ядер. Во время более позднего стадия гаструляции, между ядрами образуются мембраны, и клеточность завершается.[9]

Критика

Макро и микроядра инфузорий

Есть много доказательств против инфузории являясь предком многоклеточных животных. Инфузории имеют два типа ядер: микронуклеус которое используется в качестве ядра зародышевой линии и макронуклеус регулирует вегетативный рост.[10] Такое деление ядер является уникальной особенностью инфузорий и не встречается ни у каких других представителей животного мира.[11] Поэтому маловероятно, что инфузории действительно являются предками многоклеточных животных. Это подтверждается молекулярным филогенетический исследование. Инфузории никогда не встречались близко к животным ни в одном молекулярная филогения.[12]

Жгутиковые сперматозоиды

Более того, синцитиальная теория не может объяснить бичеванный сперма многоклеточных. Поскольку у инфузорийного предка нет жгутики и маловероятно, что жгутики возникли как de novo У многоклеточных животных синцитиальная теория делает почти невозможным объяснение происхождения жгутиковых сперматозоидов.[8]

Из-за отсутствия как молекулярных, так и морфологических доказательств этой теории альтернативная колониальная теория Геккеля, в настоящее время получает широкое признание.


Связанные теории

Гипотеза железно-серного мира

Основная статья: Гипотеза железно-серного мира

Целлюляризация происходит в несколько этапов. Он начинается с образования примитивных липидов (например, жирных кислот или изопреноидных кислот) в поверхностном метаболизме. Эти липиды накапливаются на минеральной основе или в ней. Это липофилизирует внешнюю или внутреннюю поверхность минеральной основы, что способствует реакциям конденсации по сравнению с реакциями гидролиза за счет снижения активности воды и протонов.

На следующем этапе образуются липидные мембраны. Все еще прикрепленные к минеральной основе, они образуют полуклетку, частично ограниченную минеральной основой и частично мембраной. Дальнейшая эволюция липидов приводит к самоподдерживающимся липидным мембранам и закрытым клеткам. Самыми ранними закрытыми ячейками являются предварительные ячейки (Sensu Кандлер ), потому что они позволяют частый обмен генетическим материалом (например, путем слияния). Согласно с Woese этот частый обмен генетическим материалом является причиной существования общего ствола у дерева жизни и очень быстрой ранней эволюции. [13]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Хаджи, Дж. (1953-12-01). «Попытка реконструировать систему классификации животных». Систематическая биология. 2 (4): 145–154. Дои:10.2307 / sysbio / 2.4.145. ISSN  1063-5157.
  2. ^ Хэнсон, Эрл Д. (1977). Происхождение и ранняя эволюция животных (1-е изд.). Мидлтаун, штат Коннектикут: Издательство Уэслианского университета. ISBN  0819550086. OCLC  2597099.
  3. ^ Клаутау, М .; Руссо, C.A.M. (2016), «Многоклетие, происхождение», Энциклопедия эволюционной биологии, Elsevier, стр. 1–6, Дои:10.1016 / b978-0-12-800049-6.00270-5, ISBN  9780128004265
  4. ^ Пилато, Джованни (2007). Происхождение и филогения многоклеточных животных и теория энтодермы как вторичного слоя. Foxwell и Дэвис. ISBN  978-1905868063. OCLC  488084010.
  5. ^ Вагонер, Бен (25 апреля 2001 г.), "Эукариоты и многоклеточные клетки: происхождение", eLS, John Wiley & Sons, Ltd, Дои:10.1038 / npg.els.0001640, ISBN  0470016175
  6. ^ Шютце, Иоахим; Краско, Анатолий; Кастодио, Марсио Рейс; Ефремова, Софла М .; Мюллер, Изабель М .; Мюллер, Вернер Э. Г. (1999-01-07). «Эволюционные взаимоотношения Metazoa внутри эукариот на основе молекулярных данных, полученных от Porifera». Труды Лондонского королевского общества. Серия B: Биологические науки. 266 (1414): 63–73. Дои:10.1098 / rspb.1999.0605. ISSN  0962-8452. ЧВК  1689648. PMID  10081159.
  7. ^ Мануэль, Михаэль; Верхайде, Герт; Моргенштерн, Буркхард; Эрпенбек, Дирк; Шрайбер, Фабиан; Джексон, Дэниел Дж .; Лейс, Салли; Гюядер, Эрве Ле; Винкер, Патрик (28 апреля 2009 г.). «Филогеномика возрождает традиционные взгляды на глубокие отношения животных». Текущая биология. 19 (8): 706–712. Дои:10.1016 / j.cub.2009.02.052. ISSN  0960-9822. PMID  19345102.
  8. ^ а б Р.Л. Котпал, проф. (2012). Современный учебник зоологии: беспозвоночные. Публикации Растоги. ISBN  9788171339037.
  9. ^ Кампос-Ортега, Хосе А .; Хартенштейн, Фолькер (2013-11-11). Эмбриональное развитие Drosophila melanogaster. Springer Science & Business Media. ISBN  9783662224892.
  10. ^ Прескотт, Д. М. (июнь 1994 г.). «ДНК мерцательных простейших». Микробиологические обзоры. 58 (2): 233–267. Дои:10.1128 / MMBR.58.2.233-267.1994. ISSN  0146-0749. ЧВК  372963. PMID  8078435.
  11. ^ Липскомб, Диана (март 1991). «Протоктисты близко к Справочнику протоктисты Л. Маргулиса, Дж. О. Корлисса, М. Мелконяна, Д. Дж. Чепмена». Бионаука. 41 (3): 169–170. Дои:10.2307/1311459. ISSN  0006-3568. JSTOR  1311459.
  12. ^ Шлегель, Мартин (сентябрь 1994). «Молекулярная филогения эукариот». Тенденции в экологии и эволюции. 9 (9): 330–335. Дои:10.1016/0169-5347(94)90153-8. ISSN  0169-5347. PMID  21236876.
  13. ^ «До ферментов и шаблонов: теория поверхностного метаболизма» (PDF). Обзоры микробиологии и молекулярной биологии - Американское общество микробиологов. Декабрь 1998 г.