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內共生學説
鎖定
- 中文名
- 內共生起源學説
- 外文名
- endosymbiotic theory
- 認 為
- 線粒體來源於細菌
內共生學説學説簡介
由美國生物學家馬古利斯(Lynn Margulis)於1970年出版的《真核細胞的起源》一書中正式提出。她認為,好氧細菌被變形蟲狀的原始真核生物吞噬後、經過長期共生能成為線粒體,藍藻被吞噬後經過共生能變成葉綠體,螺旋體被吞噬後經過共生能變成原始鞭毛。
內共生學説物種學史
1905年,Konstantin Mereschkowsky最先提出葉綠體是由原先的內共生體形成的這一想法
[2]
,隨後1920年代Ivan Wallin提出了對線粒體的相同想法。隨着人們發現它們含有DNA,這些想法被Henry Ris重新提出。
內共生假説被琳·馬古利斯所普及。在她1981年的《細胞進化中的共生》中,她認為真核細胞起源於相互作用的個體組成的羣落,也包括內共生的螺旋體形成了真核生物的鞭毛和纖毛。後一種想法沒有被廣泛接受,因為鞭毛缺乏DNA,在結構之外和原核生物也沒有明顯相似性。根據Margulis和Sagan(1996),“生命並不是通過戰鬥,而是通過協作佔據整個全球的”,而達爾文關於進化由競爭驅動的想法是不完善的。然而也有人認為內共生更像奴隸制而非互利共生。
有人認為過氧化物酶體可能也具有內共生起源,儘管它們缺乏DNA。 Christian de Duve認為他們也許是最早的內共生體,使得細胞能夠抵抗地球大氣中越來越多的氧氣。然而,現在看來它們可能是“從頭合成”的,而非具有共生起源。
內共生學説證據
這一假説由於證據充分,已被越來越多的人所接受。主要證據如下:
共生
(1)共生是生物界的普遍現象,例如根瘤菌與豆科植物的共生關係,藍藻或綠藻與真菌共生形成地衣等。有一種草履蟲(Paramoeciumbursaria),其體內有小的藻類與之共生,並能進行光合作用;過去説澳洲白蟻消化道內生活着一種所謂混毛蟲(Mixotricha paradoxa),實際由兩種螺旋體、兩種真細菌和一種纖毛蟲組成,它們能分泌有關的酶,消化纖維素。特別是近年發現的灰孢藻(Glaucocystis),它本身並無葉綠素,但有許多葉藍小體(cyanella)生活在體內,進行光合作用製造食物。這種共生關係看來建立不很久,因為葉藍小體在細胞內還不大固定。灰孢藻的發現是對“內共生假説”的有力支持。
葉綠體
(2)葉綠體和線粒體都有其獨特的DNA,可以自行復制,不完全受核DNA的控制。線粒體和葉綠體的DNA同細胞核的DNA有很大差別,但同細菌和藍藻的DNA卻很相似。藍藻的核糖體RNA(rRNA)不僅可以與藍藻本身的DNA雜交,而且還可與眼蟲葉綠體的DNA雜交,這些都説明它們之間的同源性。
蛋白質合成系統
(3)線粒體和葉綠體都有自己特殊的蛋白質合成系統,不受核的合成系統的控制。原核生物的核糖體由30S和50S兩個亞基組成,真核生物的核糖體由40S和60S兩個亞基組成。線粒體和葉綠體的核糖體分別與細菌和藍藻的一致,也是由30S和50S兩個亞基組成,這説明細菌和線粒體、藍藻和葉綠體是同源的。抗生素可以抑制細菌和藍藻的生長,也可以抑制真核生物中的線粒體和葉綠體的作用,這也説明線粒體與細菌、葉綠體與藍藻是同源的。
內共生學説存在問題
7.藍藻可以進行有氧呼吸,為什麼植物還需要線粒體?
- 參考資料
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- 1. 翟中和,王喜中,丁孝明.《細胞生物學》:(高等教育出版社),2011年06月
- 2. Mereschkowsky C. 1905 Über Natur und Ursprung der Chromatophoren im Pflanzenreiche. Biol.Centralbl. 25, 593–604
- 3. 真核借不來——走出“內共生”的死衚衕! .科學網.2016-5-19[引用日期2016-06-30]