Содержание
Простейшие львы
Люди иногда способны игнорировать слона в комнате, а биологи больше ста лет не замечали льва в капле воды. Как теперь выяснили исследователи из России, Канады, Великобритании и Франции, в водоемах по всему миру — особенно в морях и океанах — обитает обособленная супергруппа хищных простейших, представители которой охотятся на других одноклеточных эукариот, глотая их целиком и отгрызая куски клеток. Эти существа получили название Provora — то есть «прожорливые». Несмотря на то, что проворы широко распространены и заметно отличаются от других протистов, об их существовании стало известно только сейчас. Описание новой группы вышло в журнале Nature — а мы рассказываем, как этим миниатюрным хищникам удавалось прятаться от ученых столько лет и как их все-таки обнаружили.
Расцветающая сложность
Верхние этажи классификации эуакариот еще недавно выглядели довольно просто: вот царство животных, вот царства растений и грибов.
А вот царство простейших (Protozoa), представители которого украшают первые страницы учебника зоологии: амебы, инфузории-туфельки и другие крошечные создания, тела которых состоят из единственной эукариотической, то есть обладающей ядром, клетки.
Но 30 лет назад биологи начали подозревать, что царство простейших — всего лишь мусорная корзина, куда попадали все эукариоты, которым не нашлось места в царствах животных, растений и грибов. Генетический анализ подтвердил эти опасения. Выяснилось, что многие протисты приходятся куда более близкими родственниками животным, растениям или грибам, чем друг другу. Так царству Protozoa пришел конец — а в систематике эукариот началась масштабная перестройка, которая продолжается до сих пор.
Традиционный подход, где царства были самой крупной единицей классификации, больше не подходил для описания родственных связей одноклеточных и многоклеточных эукариот. Биологи не стали отказываться от самого термина «царство», но ввели более крупные таксономические единицы.
Царства животных, растений и грибов в новой системе оказались всего лишь небольшими эволюционными веточками в составе новых таксонов — супергрупп.
В среднем ученые выделяют семь-восемь супергрупп, которые отличаются генетически и морфологически. Например, животные и грибы относятся к супергруппе заднежгутиковых (Opisthokonta), а растения — к супергруппе архепластид (Archaeplastida). Впрочем, большинство супергрупп представлены только одноклеточными организмами.
Все известные супергруппы биологи объединили в два больших домена — Amorphea и Diaphoretickes. Люди вместе с другими животными, грибами и рядом одноклеточных относятся к первому из них, а растения — ко второму. Таким образом, если раньше систематику эукариот можно было представить себе в виде ящика с четырьмя отсеками-царствами, то теперь это скорее пышный куст из множества ветвей, которые группируются
Одинокий жгутиконосец ищет семью
Обновленная систематика эукариот еще не устоялась окончательно.
Биологи то и дело пересматривают родственные связи этих существ, основываясь на анализе их генома и микроструктуры клеток. А некоторые организмы и вовсе остаются сиротами — у ученых просто недостаточно данных, чтобы отнести их к какой-либо из супергрупп.
Одним из таких видов-сирот был оснащенный двумя жгутиками крошечный хищник Ancoracysta twista. Российские биологи Денис Тихоненков (Denis Tikhonenkov) и Александр Мыльников (Alexander Mylnikov) из Института биологии внутренних вод РАН вместе с коллегами из Канады, США, Великобритании и Швеции обнаружили его в пробах воды и слизи кораллов, взятых в 2010 году в морском аквариуме в городе Сан-Диего, — а спустя семь лет описали. От других эукариот A. twista отличается наличием стрекательных органелл (экструсом) необычной формы, которые позволяют охотиться на одноклеточную добычу, а также крупным митохондриальным геномом. Но найти Ancoracysta twista место в какой-либо из известных супергрупп тогда не удалось.
Но загадочный жгутиконосец недолго оставался сиротой. Теперь Тихоненков и его соавторы из России, Канады, Великобритании и Франции нашли семью этого существа — а заодно описали целую супергруппу эукариот, которая до сих пор оставалась неизвестной науке.
Открытие было сделано во время анализа проб, собранных на коралловых рифах острова Кюрасао в Карибском море, в прибрежных отложениях Черного и Красного морей, а также на северо-востоке Тихого океана. Чтобы больше узнать о видовом разнообразии живых организмов в этих пробах, исследователи добавляли в них бактерий Pseudomonas fluorescens, ожидая, что на таком корме питающиеся микроорганизмами эукариоты размножатся и их легче будет обнаружить.
Так и произошло. Но помимо уже известных хищных протистов биологи через несколько дней неожиданно увидели в образцах совершенно незнакомых им созданий: мелких, подвижных и заметно отличающихся от остальных одноклеточных эукариот. Общими чертами этих существ оказались клеточный рот (цитостом) в виде вентральной бороздки, сложно устроенные клеточные покровы, стрекательные органеллы и пара жгутиков разной формы, каждый из которых закреплен в своем кармане.
Из широко известных видов они напоминали жгутиконосцев-бактериофагов из рода Bodo.
Первое из этих созданий удалось обнаружить в пробах воды из Арктики. В образцах, взятых в 2015 году в Карском море на глубине 20 метров, ученые увидели необычного эукариота, который получил название Nibbleromonas kosolapovi — в честь первооткрывательницы — коллеги Тихоненкова Натальи Косолаповой (Natalia G. Kosolapova). А потом похожие существа нашлись и в пробах из других уголков мира.
Тихоненков и его соавторы предположили, что перед ними хищники, которые питаются другими эукариотическими микроорганизмами, своеобразные львы и тигры мира простейших. Сначала их численность в образцах была слишком низкой, чтобы ученые могли их заметить, — возможно, всего по несколько особей в каждой пробе. Однако миниатюрных хищников стало намного больше после того, как их жертвы размножились на бактериальной подкормке. В конце концов они попались на глаза ученым.
В попытке больше узнать о необычных существах исследователи отлавливали их из образцов с помощью микропипеток и культивировали в отдельных емкостях, в качестве пищи предоставляя жгутиконосцев Procryptobia sorokini.
В результате с крошечными хищниками, которым дали научное название Provora (от латинского глагола «vorare» — пожирать), удалось познакомиться поближе. Благодаря этому ученые подробно изучили этих созданий и классифицировали их, разделив на пять видов и четыре рода.
Кроме того, к проворам отнесли два уже описанных вида и рода хищных протистов. Первый из них — знакомый нам сирота Ancoracysta twista. Уникальные особенности строения этого вида выделяют его среди всех одноклеточных эукариот, но делают своим среди Provora. Второй — жгутиконосец «Colponema» marisrubri, которого Мыльников и Тихоненков описали более 10 лет назад на основе образцов, собранных на кораллах в Красном море. Данный вид, получивший новое имя Nebulomonas marisrubri, по строению очень похож на других провор.
О родственных связях и разорванных жертвах
Сейчас в группе Provora менее десяти видов. Однако в разговоре с N + 1 Денис Тихоненков высказал предположение, что в будущем ему и его коллегам удастся обнаружить и другие виды этих миниатюрных хищников — возможно, несколько сотен, хотя и не больше тысячи.
На это указывают результаты дополнительного исследования, в ходе которого первооткрыватели провор решили поискать в пробах со всего мира характерные для этих протистов последовательности генов 18S рРНК малой субъединицы рибосомы (эти гены часто используется, чтобы определить видовую принадлежность и степень родства живых организмов). В результате они обнаружили следы присутствия по крайней мере 40 гипотетических видов из супергруппы Provora, распространенных от коралловых рифов и поверхности океана до морского дна, а также в солоноватых и пресных водах (но не в почве). Впрочем, на фоне разнообразия некоторых других групп микроскопических эукариот даже предполагаемое разнообразие провор кажется скромным. Например, диатомовых водорослей (Bacillariophyceae) насчитывается около 20 тысяч видов.
Хотя разнообразие провор пока невелико, исследователи уже успели разделить все известные виды на две клады: Nebulidia и Nibbleridia. В первую входят более крупные виды с яйцевидной формой тела, достигающие около десяти микронов в длину: A.
twista и N. marisrubri. Они охотятся на одноклеточных эукариот, заглатывая их целиком (такой тип кормления называется фагоцитозом).
Ко второй относятся Ubysseya fretuma и четыре вида из рода Nibbleromonas, которые дорастают до трех микронов в длину. Тела у них серповидные, а под вентральной бороздкой располагается шип с пятью-шестью крупными стрекательными органеллами — они помогают в охоте. Как и небулиды, нибблериды способны глотать добычу целиком.
Однако помимо этого они с помощью вентральной бороздки и расположенных в ней зубовидных выпячиваний отгрызают от клеток жертв крупные куски и проглатывают их. Такое поведение ранее не отмечалось среди хищных протистов. Кроме того, для нибблерид характерны отдельные особенности строения, которые встречаются только у немногих неродственных им эукариот.
Среди них, например, пара продольных складок на поверхности тела и нитевидные включения в митохондриях. Возможно, нибблериды сохранили некоторые предковые черты сразу нескольких супергрупп.
Эволюционная дистанция между двумя кладами провор очень велика. Если сопоставить генетические данные с современными калибровками молекулярных часов, то окажется, что Nebulidia и Nibbleridia разошлись уже около 1,8 миллиарда лет назад. Это соответствует позднему палеопротерозою. Впрочем, от остальных живых организмов обе клады Provora отделены еще более значительной генетической пропастью, чем друг от друга. По оценкам исследователей, небулиды и нибблериды отличаются от представителей других супергрупп в среднем на 170-180 нуклеотидных замен в гене 18S рРНК малой субъединицы рибосомы. Для сравнения, различия между человеком и морской свинкой по этому гену составляют всего шесть нуклеотидов. Однако есть у нас и нечто общее с загадочными микроскопическими хищниками, отмечает Тихоненков. Например, порообразующие цитолитические белки провор, которые, вероятно, используются во время охоты, напоминают белки, участвующие в работе иммунитета животных.
К каким именно из уже известных супергрупп наиболее близки проворы, пока остается неизвестным. Попытки установить их родство с помощью транскриптомного анализа дают противоречивые результаты, которые разнятся в зависимости от методики. При этом анализ всякий раз подтверждает, что Provora — монофилетическая группа. Наиболее вероятно, что сестринскими по отношению к проворам следует считать супергруппы Haptista и TSAR.
Если вы настолько вдохновились успехом биологов, что решили поискать провор под световым микроскопом в капле воды из ближайшего пруда, то спешим вас разочаровать. Судя по данным секвенирования ДНК из природных проб, в пресных водоемах эти существа относительно редки. Однако если взять каплю воды из моря или океана, то шансы увидеть в ней львов микромира намного выше.
Как спрятаться у всех под носом
Открытие Provora — большой успех в систематике. Тихоненкову и его коллегам удалось описать новую супергруппу эукариот, которая оставалась незамеченной на протяжении ста лет активных наблюдений.
Однако почему небулиды и нибблериды, которые встречаются в морях и океанах по всему миру, от коралловых рифов Карибского и Красного морей до холодных вод Карского моря, так долго не попадались на глаза ученым? Возможных объяснений несколько.
Во-первых, как и многие другие хищники, эти простейшие встречаются куда реже своих жертв. Нечто подобное наблюдается и в царстве животных: например, львов в африканской саванне куда меньше, чем антилоп гну. Во-вторых, при беглом взгляде в микроскоп представители группы Provora напоминают других жгутиконосцев с двумя жгутиками и потому кажутся совершенно непримечательными. При этом они настолько мелкие и подвижные, что поймать их микропипеткой ради внимательного изучения непросто. Наконец, небулид и нибблерид трудно культивировать в лаборатории, поскольку они требуют особых условий и обилия корма — других микроскопических эукариот.
«Другие исследователи наверняка видели их в пробах, но просто не связывались с ними, понимая, что такие быстрые клетки трудно изучать, и, вероятно, предполагая, что они не столь интересные», — отмечает Тихоненков.
Судя по всему, проворы — далеко не последняя супергруппа эукариот, которую предстоит открыть биологам. Первыми представителями этого таксона были два жгутиконосца с неясным систематическим положением — A. twista и N. marisrubri. Лишь после описания Provora им удалось найти подходящее место среди других живых организмов. Однако ученым известны и другие протисты, которые не вписываются в существующую классификацию эукариот. Некоторые из них известны только по рисункам в литературе конца XIX — начала XX века. Другие встречаются в пробах, но так редко, что изучить их как следует невозможно. Наконец, есть виды, для которых отсеквенирован только ген 18S рРНК малой субъединицы рибосомы, который указывает на их уникальное систематическое положение — но больше никакой информации не дает. Высока вероятность, что какие-то из этих видов являются представителями неизвестных ранее супергрупп.
Находка новой супергруппы эукариот важна не только с теоретической, но и с практической точки зрения.
Дело в том, что присутствие в водоемах всего мира микроскопических хищных протистов, которые охотятся на других эукариот, следует учитывать во время экологических исследований, например, при моделировании пищевых цепей и потока вещества и энергии. Кроме того, в теории прожорливые Provora могут помочь людям бороться с протистами, которые вызывают болезни или вредят сельскому хозяйству.
«Идея использовать провор для биологических методы борьбы имеет право на жизнь, — считает Тихоненков. — Чтобы оценить ее потенциал, нужны эксперименты на живых культурах — подсаживать провор к тем организмам, которых мы хотим, чтобы кто-то съел».
Разнообразие эукариот | Wikids
Чтобы продолжить просмотр зарегистрируйтесь или войдите в аккаунт
Возможности режима обучения:
- просмотр истории в виде слайдов
- возможность прослушивания озвучки по каждому слайду
- возможность добавить свою, детскую озвучку
- тесты для детей, чтобы закрепить материал
- специально подобранные коллекции картинок и видео для улучшения восприятия
- ссылки на дополнительные обучающие курсы
Озвучка доступна в режиме обучения
Разнообразие эукариот Серый волк, секвойя, цезарский гриб, пчела, кораллы – это лишь некоторые примеры эукариот.
Эукариоты – это живые организмы, клетки которых имеют ядро.
Всех эукариот можно разделить на 4 большие группы:
1. Протисты
2. Растения
3. Грибы
4. Животные
Первые эукариотические организмы появились около 2 миллиардов лет назад. Согласно современным исследованиям, эукариотическая клетка сформировалась путем слияния нескольких примитивных бактерий воедино. За последующие два миллиарда лет эукариоты эволюционировали в растения, животных, грибы и протистов.
Эволюционное древо жизни
Протисты
Большинство эукариот являются одноклеточными протистами. Некоторые из протистов похожи на древнейших эукариот, а другие ближе по строению к растениям или животным.
Растения Растения очень разнообразны. Всех их объединяет умение к фотосинтезу.
Фотосинтез – это способность растений создавать себе пищу за счет энергии солнца. Именно поэтому большинство растений зеленые.
Некоторые растения приспособились к жизни в воде, другие же образуют тропические или северные леса.
Водоросли – это весьма разнообразная группа организмов. Водоросли обычно относят к растениям. Но в отличие от растений, водоросли не имеют стебля, листьев и корней. Водоросли живут не только в воде. Они широко распространились по всей Земле.
Мхи – первые наземные растения. Большинство мхов обитает в тенистых и влажных местах. У мохообразных имеются стебли и листья. Однако настоящих корней у них нет.
Голосемянные растения – важная часть растительного покрова земли. Количество голосемянных растений невелико – около 800 видов. Семечко голосемянных не покрыто защитной оболочкой – отсюда и название. Типичный представитель голосемянных – это ель, сосна.
Покрытосемянные или цветковые – самые «молодые» растения. Они возникли «всего» 125 миллионов лет назад. Семя цветковых хорошо защищено и способно распространяться на большие расстояния.
Благодаря этому цветковые смогли вытеснить все другие растительные организмы.
ГрибыВ грибы объединяют живых существ, которые не похожи на животных и растений. У них своеобразная форма и не менее своеобразный жизненный цикл.
Лишайники – еще одна группа необычных существ. Тело лишайников состоит из нитей грибов и клеток водорослей. Клетки живут вместе, помогая друг другу. Гриб защищает водоросль от высыхания и повреждений. Клетки водорослей и грибов обмениваются питательными веществами друг с другом. Такой способ сосуществования живых существ называется симбиоз.
1. Беспозвоночные – обширная группа животных, различающихся по строению и происхождению. Всех представителей этой группы объединяет отсутствие внутреннего скелета. Например, муравьи покрыты жестким внешним скелетом, а мягкотелые осьминоги вовсе лишены твердого каркаса.
ЖивотныеЖивотные обладают самым сложным поведением и являются доминирующей формой жизни на планете.
Всех животных делят на две большие группы:
2. Позвоночные – животные, у которых есть жесткий внутренний каркас. К ним относят рыб, птиц, зверей и других. Позвоночник является опорой и креплением для всего тела. На рентгеновском снимке хамелеона хорошо заметен внутренний скелет.
Эукариотическая клетка – Полное руководство
Определение
Эукариотическая клетка содержит связанные с мембраной органеллы, такие как ядро, митохондрии и эндоплазматический ретикулум. Организмы на основе эукариотической клетки включают простейших, грибы, растения и животных. Эти организмы объединены в биологический домен Eukaryota. Эукариотические клетки крупнее и сложнее, чем прокариотические клетки, обнаруженные в доменах Archaea и Bacteria.
Обзор
Эукариотическая клетка — это один из двух различных типов клеток. Организмы, которые основаны на эукариотической клетке, называются «эукариотами» и включают растения, животных, грибы и протистов. Единственными организмами, которые не основаны на эукариотической клетке, являются организмы, основанные на структуре прокариотической клетки.
Эти организмы находятся в доменах Archaea и Bacteria. Между эукариотической клеткой и прокариотической клеткой есть несколько различий, которые помогут вам полностью понять, что делает клетку эукариотической.
Эукариотическая клетка против прокариотической клетки
Разница между эукариотической клеткой и прокариотической клеткой проста: эукариотических клеток имеют связанные с мембраной органеллы . Внутри прокариотической клетки (например, бактерии) ДНК просто плавает в цитоплазме. Хотя прокариотические клетки имеют один тип органелл (рибосомы), эти органеллы не покрыты плазматической мембраной.
Эукариотическая клетка против прокариотической клетки
Напротив, эукариотические клетки полны связанных с мембраной органелл, которые делят клетку на множество различных компартментов. В ядре находится ДНК. Эндоплазматический ретикулум создает множество камер для проведения специфических биохимических реакций. Аппарат Гольджи сворачивает и упаковывает различные белки и клеточные продукты.
Лизосомы хранят пищеварительные ферменты для расщепления поступающей пищи. Кроме того, эукариотические клетки содержат митохондрии для создания молекул АТФ из глюкозы и хлоропласты для создания глюкозы из солнечного света (только у растений и водорослей).
Характеристики эукариотической клетки
Эукариотические клетки содержат различные органеллы, которые выполняют различные функции внутри клетки (подробно описаны ниже). Все органеллы стабилизируются и получают физическую поддержку через цитоскелет, который также участвует в передаче сигналов от одной части клетки к другой. В эукариотических клетках цитоскелет состоит в основном из трех типов филаментов: микротрубочек, микрофиламентов и промежуточных филаментов. Водянистый раствор, окружающий все органоиды клетки, называется 9.0013 цитозоль .
На рисунке ниже показано строение эукариотической клетки. Это животная клетка. Показаны ядро и другие органеллы. Цитозоль представляет собой синее вещество, окружающее все органеллы.
Вместе цитозоль со всеми органеллами, кроме ядра, известен как цитоплазма .
Структура животной клетки
Цикл эукариотической клетки
Клеточный цикл — это жизненный цикл клетки. В течение этого цикла он растет и делится. Между всеми этапами существуют контрольные точки, чтобы белки могли определить, готова ли клетка начать следующую фазу цикла.
Покой (G
0 )
Покой, также известный как старение или отдых, представляет собой фазу, в которой клетка не делится активно. Он также известен как Gap 0 или G 0 . Эта стадия считается началом клеточного цикла, хотя клетки могут достичь ее, а затем перестать делиться на неопределенный срок, что завершает клеточный цикл. Клетки в печени, желудке, почках и нервной системе — все это примеры клеток, которые могут достичь этой стадии и оставаться на ней в течение длительных периодов времени. Это также может произойти, когда ДНК клетки повреждена. Однако большинство клеток не входят в G 0 стадии вообще и могут делиться бесконечно на протяжении всей жизни организма.
Интерфаза
Во время интерфазы клетка растет и получает питательные вещества, готовясь к делению. Интерфаза занимает около 90 процентов клеточного цикла. Он состоит из трех частей: Gap 1, Synthesis и Gap 2.
- Gap 1 (G 1 ) также известен как фаза роста. Клетка становится больше и увеличивает свой запас белков, а также органелл, таких как митохондрии, производящие энергию.
- Синтез (S) — это фаза репликации ДНК. Во время синтеза хромосомы реплицируются, так что каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. В конце этой фазы количество ДНК в клетке удваивается.
- Разрыв 2 (G 2 ) — еще одна фаза роста. Клетка становится еще больше, чтобы подготовиться к митотическому делению, а оставшиеся органеллы удваиваются.
Митоз (М)
Митоз, или М фаза, когда 9Клетка 0013 начинает организовывать свою дуплицированную ДНК для разделения на две дочерние клетки .
Хромосомы расходятся, так что одна из каждой хромосомы переходит в каждую дочернюю клетку. Это приводит к тому, что дочерние клетки имеют идентичные хромосомы родительской клетке. Сам митоз делится на профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Каждая фаза отмечает различные моменты в процессе разделения ДНК. Затем за митозом следует процесс, называемый цитокинезом , во время которого клетка разделяет свои ядра и другие органеллы, готовясь к делению, а затем физически делится на две клетки.
Примеры эукариотической клетки
Растительные клетки
Растительные клетки образуют толстые клеточные стенки
Растительные клетки уникальны среди эукариотических клеток по нескольким причинам. Они имеют усиленные клеточные стенки относительной толщины , сделанные из целлюлозы , которые помогают поддерживать структурную поддержку растения. Каждая растительная клетка имеет в центре крупную вакуоль, что позволяет ей поддерживать тургорных давлений.
Тургорное давление возникает из-за того, что вода в центральной вакуоли выталкивает наружу клеточные стенки. Растительные клетки также содержат органеллы, называемые хлоропласты , которые содержат молекулу хлорофилла. Эта важная молекула используется в процессе фотосинтеза , благодаря которому растения производят сахар, используя энергию света.
Клетки грибов
Как и клетки растений, клетки грибов также имеют клеточную стенку, но их клеточная стенка состоит из хитина (того же вещества, что и экзоскелеты насекомых). Некоторые грибы имеют перегородок , которые представляют собой отверстия, позволяющие органеллам и цитоплазме проходить между ними. Это делает границы между разными ячейками менее четкими. Большинство грибов живут под землей или в разлагающихся органических веществах, где мицелиальная сеть может содержать миллионы взаимосвязанных клеток.
Клетки грибов часто разделяют цитоплазму через перегородки
Клетки животных
Клетки животных не имеют клеточных стенок.
Вместо этого у них есть только плазматическая мембрана. Отсутствие клеточной стенки позволяет животным клеткам принимать самые разные формы. Это позволяет протекать процессам фагоцитоза («поедания клеток») и пиноцитоза («питания клеток»). Клетки животных отличаются от клеток растений тем, что они не имеют хлоропластов и имеют множество более мелких вакуолей вместо большой центральной вакуоли.
Простейшие
Простейшие — это эукариотические организмы, состоящие из одной клетки. Они могут передвигаться, поедать другие мелкие организмы и переваривать пищу в вакуолях. У некоторых простейших есть много ресничек , которые представляют собой маленькие подвижные волоски, позволяющие им плавать. Другие используют большие жгутики — структуры, похожие на большой хвост, — чтобы плавать в воде. Некоторые протисты также имеют тонкий слой, называемый пелликулой , который обеспечивает поддержку клеточной мембраны.
Несколько видов простейших
Тест
1. Из каких трех частей состоит интерфаза клеточного цикла?
A. GAP 1, Синтез, GAP 2
B. Центр, синтез, митоз
C. GAP 1, Митоз, GAP 2
D. 22. 2
2. Что является возможной характеристикой эукариотической клетки?
A. Имеющие клеточную стенку из целлюлозы
B. Имеющие клеточную стенку из хитина
C. Не имеющие клеточной стенки
D. Все перечисленные
3. Каковы стадии клеточного цикла?
A. G1, M, G2, S, G0
B. G0, G1, G2, S, M
C. G0, G1, S, G2, D 5 9 M, S, G2, G1, G0
4. В чем основное отличие эукариотической клетки от прокариотической?
А. Разницы нет.
B. Прокариотическая клетка – это одноклеточный организм, тогда как эукариоты всегда многоклеточны.
C. Эукариотические клетки имеют связанные с мембраной органеллы, а прокариоты — нет.
D. Прокариоты производят хитин, а эукариоты – целлюлозу.
5. Если вы посмотрите на прокариотические и эукариотические клетки под микроскопом, как вы сможете отличить их друг от друга?
A. Эукариот будет намного больше
B. Эукариот будет иметь четко очерченное ядро, полное ДНК
C. Эукариоты могут быстро передвигаться с ресничками или большими жгутиками.
Д. Все вышеперечисленное.
Эукариоты – определение и типы
Эукариоты Определение
Эукариоты – это организмы, тела которых состоят из эукариотических клеток, таких как протисты, грибы, растения и животные. Эукариотические клетки представляют собой клетки, содержащие ядро и органеллы и окруженные плазматической мембраной. Организмы с эукариотическими клетками сгруппированы в биологический домен Eukaryota (также иногда называемый Eukarya).
Два других домена жизни, археи и бактерии, имеют прокариотические клетки, которые проще и лишены органелл, за исключением рибосом, которые производят белки.
Типы эукариот
Существует четыре типа эукариот: животные, растения, грибы и простейшие. Протисты — это группа организмов, определяемых как эукариотические, но не как животные, растения или грибы; в эту группу входят простейшие, слизевики и некоторые водоросли. Протисты и грибы обычно одноклеточные, а животные и растения многоклеточные. Одноклеточные эукариоты могут размножаться половым и бесполым путем. Они передвигаются с помощью жгутиков, которые представляют собой небольшие нитевидные придатки, отходящие от клеточной мембраны. Одноклеточные эукариоты выполняют многие из тех же действий, что и многоклеточные эукариоты, такие как передвижение, дыхание, пищеварение, выделение и размножение.
На этом рисунке изображена часть эукариотической клетки с заключенным в ней ядром и различными органеллами.
Эволюция эукариот
Эукариотические клетки произошли от прокариотических клеток между 1,6 и 2,7 миллиардами лет назад.
Сегодня все сложные организмы и большинство многоклеточных являются эукариотами, что делает эту эволюцию важным событием в истории жизни на Земле. Существует около 75 отдельных линий эукариот, большинство из которых превратились в протистов. Эукариоты более тесно связаны с археями, одноклеточными организмами, иногда встречающимися в экстремальных условиях, таких как горячие источники, чем с бактериями.
Эукариотические клетки развили специфические органеллы, представляющие собой структуры внутри клетки, выполняющие определенную задачу. Эти органеллы включают митохондрии, которые производят энергию, хлоропласты, которые находятся в растениях и производят пищу из света и углекислого газа, а также эндоплазматический ретикулум, который сортирует и упаковывает белки. Некоторые органеллы, такие как митохондрии и хлоропласты, возможно, развились, когда свободно живущие бактерии попали в клетки. Согласно этой теории, бактерии и клетки находились в симбиотических отношениях, когда каждая из них извлекала выгоду из присутствия другой.
Со временем эти бактерии сформировали органеллы, встроенные в эукариотические клетки, которые можно увидеть сегодня, и стали необходимой частью эукариотической клетки. ДНК митохондрий отделена от хромосомной ДНК, обнаруженной в ядре клетки. Однако другая теория состоит в том, что небольшие количества ДНК, уже находившиеся в клетке, были просто свернуты внутри клеточной мембраны и превратились в органеллы, такие как митохондрии. Теории, предполагающие появление митохондрий в уже почти эукариотической клетке с ядром, известны как аутогенные модели. Еще одна теория предполагает, что эукариотические клетки развились, когда археон и бактерия слились в одну клетку. Это известно как химерная модель.
Некоторые эукариоты размножаются бесполым путем, тогда как другие размножаются половым путем. Развитие полового размножения — еще одна определяющая черта эволюции эукариот. Считается, что общий предок всех эукариот размножался половым путем, а бесполые эукариоты (например, некоторые амебы) развили асексуальность от предка, который был половым.
Прокариоты размножаются только бесполым путем; гены могут обмениваться между особями посредством горизонтального переноса генов, но это не половое размножение.
Различия между эукариотами и прокариотами
В то время как эукариоты представляют собой сложные, обычно многоклеточные организмы, имеющие эукариотические клетки, прокариоты обычно представляют собой одноклеточные организмы, имеющие более простые прокариотические клетки. Эукариоты включают все сложные формы жизни, включая простейших, растения, грибы и животных, в то время как прокариоты представляют собой микроскопические, в основном одноклеточные формы жизни, археи или бактерии. Клетки эукариот имеют ДНК в ядре, окруженном ядерной оболочкой, в то время как клетки прокариот не имеют отчетливого ядра. Вместо этого у них есть нуклеоид, ядроподобная область, где сконцентрирована ДНК. Кроме того, ДНК эукариот сжата в структуры, называемые хромосомами, которые позволяют упаковать большое количество генетической информации в небольшое пространство и аккуратно организовать, когда клетке приходит время дублировать свою ДНК и делиться.
Они передают гены от родителей потомству и контролируют клеточные процессы, такие как метаболизм, и позволяют дифференцироваться клеткам во время развития. Эукариотические клетки обычно намного больше, чем прокариотические клетки — они обычно в пару сотен раз больше прокариотических клеток — с более низкой скоростью метаболизма и более низкой скоростью роста. Крайний пример — плазмодиальные слизевики. Эти эукариоты могут достигать метра в длину и представляют собой одну клетку с множеством ядер внутри.
- Эукариотическая клетка – клетка, имеющая внутри себя органеллы, включая истинное ядро, окруженное ядерной оболочкой.
- Прокариоты – организмы, такие как археи или бактерии, имеющие прокариотические клетки.
- Ядерная оболочка – встречается только в эукариотических клетках, мембрана, отделяющая ядро от цитоплазмы (остальной части клетки).
- Митохондрии – органелла, в которой происходит клеточное дыхание и вырабатывается энергия.
Викторина
1. Какая теория эволюции митохондрий изложена в этой статье?
A. Свободноживущие бактерии были включены в клетки.
B. Митохондрии образовались из частичных складок клеточной мембраны.
C. Митохондрии возникли при слиянии археи и бактерии.
D. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос №1
D верно. Все три варианта предложены теорией эволюции митохондрий в эукариотических клетках. Варианты A и B называются аутогенными моделями, а вариант C — химерной моделью.
2. Что НЕ является характеристикой эукариотической клетки?
A. Ядро, окруженное ядерной оболочкой
B. Наличие митохондрий
C. ДНК, организованная в хромосомы
D. участок нуклеоида, в котором сосредоточена ДНК Ответ на вопрос №
900 2
D правильно.