Дарвиновский порог
Дарвиновский порог или дарвиновский переход — это термин, введенный Карлом Везе для описания переходного периода в ходе эволюции первых клеток , когда генетическая передача переходит из преимущественно горизонтального режима в вертикальный. [1] [2] Процесс начинается, когда предки Последнего универсального общего предка (LUCA) становятся невосприимчивыми к горизонтальному (или латеральному) переносу генов (HGT) и становятся индивидуальными существами с вертикальной наследственностью , на которых естественный отбор эффективен . После этого перехода жизнь характеризуется генеалогиями , имеющими современную древовидную филогению. [3]
До порога Дарвина [ править ]
Последний универсальный общий предок часто считается уже сложным организмом с ДНК , основанным на геномом , сложным информационным потоком и эффективным метаболизмом , но некоторые авторы, такие как Карл Везе , вместо этого полагают, что LUCA был не отдельной сущностью, а скорее разнообразное сообщество клеток, которые выжили и развились как биологическая единица. [1]
Карл Везе указал, что, скорее всего, существует высокая частота мутаций и небольшие геномы. Также присутствовали маленькие белки и более крупные, неточно переведенные «статистические белки». Сущности, у которых трансляция еще не развилась до такой степени, что могли возникнуть белки современного типа, были названы « прогенотами », а эпоха, в течение которой это были наиболее развитые формы жизни, — «эрой прогенотов». [1]
Эти организмы или биологические сущности, эти прогеноты (или рибоциты), имели РНК в качестве информационной молекулы вместо ДНК. [4] РНК способна как катализировать , так и репликацию и могла играть центральную роль в происхождении наследственности и самой жизни. [5] Было высказано предположение, что первоначальные молекулярные события осуществлялись с помощью транспортных РНК (тРНК). Предполагается, что структурированные тРНК могли обеспечивать аминокислоты в ходе процесса, называемого самотрансляцией одной удлиненной цепи тРНК. [4]
Компартментализация мембран еще не была завершена, а трансляция белков не была точной. Не каждый прогенот имел собственный метаболизм; разные метаболические стадии присутствовали в разных прогенотах. Таким образом, предполагается, что существовало сообщество подсистем, которые начали коллективно сотрудничать и завершились созданием LUCA. [4]
После дарвиновского порога [ править ]
Большинство учёных помещают LUCA в корень древа жизни . От этого корня отходят два прокариотических домена : бактерии и археи . Сразу после этого первого разделения одна из ветвей, идущая к археям, снова разделяется и дает начало третьей ветви, принадлежащей эукариотам, так что теперь существуют три Сферы жизни. [6] Карл Везе считал, что даже в эпоху возникновения LUCA корень и первые ветви были очень размыты, поскольку клетки еще не были четко определены, а ГПГ все еще был весьма важен. [1] Некоторые авторы утверждают, что LUCA был мезофильным эукариотом. [7] По мнению этих авторов, Домены, возникшие из LUCA в процессе редуктивной эволюции или «оптимизации», были прокариотами; мезофильные и термофильные бактерии и термофильные археи. Поэтому от термина «прокариот» следует отказаться, поскольку он предполагает, что «прокариоты» предшествовали «эукариотам» в их эволюции от LUCA к сложности. [7] [6]
См. также [ править ]
- Горизонтальный перенос генов
- Горизонтальный перенос генов в эволюции
- Эволюция
- Карл Везе
- Последний универсальный общий предок
Ссылки [ править ]
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д Вёзе, К. (9 июня 1998 г.). «Всемирный предок» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (12): 6854–6859. Бибкод : 1998PNAS...95.6854W . дои : 10.1073/pnas.95.12.6854 . ISSN 0027-8424 . ПМК 22660 . ПМИД 9618502 .
- ^ Вёзе, Карл Р. (25 июня 2002 г.). «Об эволюции клеток» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (13): 8742–8747. Бибкод : 2002PNAS...99.8742W . дои : 10.1073/pnas.132266999 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 124369 . ПМИД 12077305 .
- ^ Арнольдт, Хинрих; Строгац, Стивен Х.; Тимме, Марк (13 ноября 2015 г.). «На пути к дарвиновскому переходу: переключение между распределенными и определенными состояниями в простой модели ранней жизни». Физический обзор E . 92 (5): 052909. arXiv : 1501.05073 . Бибкод : 2015PhRvE..92e2909A . дои : 10.1103/PhysRevE.92.052909 . ПМИД 26651764 . S2CID 204906567 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Хосе, Марко В.; Рего, Таис Гауденсио; Фариас, Савио Торрес де (3 декабря 2015 г.). «Предложение протеома перед последним универсальным общим предком (LUCA)» . Международный журнал астробиологии . 15 (1): 27–31. дои : 10.1017/S1473550415000464 . ISSN 1473-5504 .
- ^ Уэст, Тимоти; Соджо, Виктор; Помянковский, Эндрю; Лейн, Ник (05 декабря 2017 г.). «Происхождение наследственности в протоклетках» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 372 (1735): 20160419. doi : 10.1098/rstb.2016.0419 . ISSN 0962-8436 . ПМЦ 5665807 . ПМИД 29061892 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Патрик., Фортер (2007). Микробы из ада . Париж: Белин - за науку. ISBN 9782701144252 . OCLC 228784853 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Глансдорф, Николас; Сюй, Ин; Лабедан, Бернар (9 июля 2008 г.). «Последний универсальный общий предок: появление, конституция и генетическое наследие неуловимого предшественника» . Биология Директ . 3 (1): 29. дои : 10.1186/1745-6150-3-29 . ISSN 1745-6150 . ПМЦ 2478661 . ПМИД 18613974 .