Митохондрия или хлоропласт были первыми?

Я до сих пор не знаю, что было первым: митохондрия или хлоропласт? Я искал его в Интернете и в различных книгах, но ничего не нашел. У кого-нибудь есть ответ и теория, подтверждающая этот ответ?

Ответы (4)

Митохондрии возникли раньше хлоропластов.

Мы знаем это, потому что митохондрии образуют монофилетическую группу: например, вся жизнь с митохондриями восходит к одному общему предку ( источник ). Поскольку группа с хлоропластами группируется внутри этой клады, должно быть так, что либо (а) хлоропласты были получены организмом, который уже имел митохондрии, либо (б) хлоропласты были независимо утрачены несколькими линиями внутри эукариотической клады, а затем многие из этих линии повторно приобрели хлоропласты путем вторичного эндосимбиоза. Поскольку (а) является (гораздо) более экономным объяснением, имеет смысл его принять.

Прямо и убедительно.

Насколько мне известно, это был молекулярный и клеточный эволюционный путь жизни.

  • Синтез основных строительных блоков (жирные кислоты, аминокислоты, кофакторы...)
  • Уплотнение строительных блоков
  • первая РНК-репликаза; Геномы РНК (дифференциация между геномной и
    функциональной РНК, примитивный метаболизм)
  • Рибосомы и первый механизм трансляции, зависящий от матрицы
  • Копирование РНК в ДНК (rNDP-редуктаза, обратная транскриптаза)
  • ПРОГЕНОТЫ (геном ДНК, интроны в генах, медленный рост, анаэробные гетеротрофы )

Отсюда у вас есть две основные ветви, организмы с разветвленными липидами и с неразветвленными липидами (первые станут археями, а вторые уркариотами и бактериями)

В уркариотах у вас есть выбор сложности. Их рост неэффективен, и они терпят дополнительную ДНК. Бактерии предпочитали эффективный рост, автотрофию и потерю лишней ДНК.

В этот момент произошел (предположительно) эндосимбиоз, и бактерии стали очень специализированными паразитами. Митохондрии, как вы, наверное, знаете, имеют свой собственный геном, который реплицируется независимо от ядерного генома. Клетки и митохондрии стали постоянно связаны, когда митохондрии «решили» переместить части своего генома в ядро, включив свой геном в геном хозяина.

Теперь у нас есть первые эукариотические организмы, похожие на современные. Они были гетеротрофными, но произошел еще один случай эндосимбиоза. Это было образование хлоропластов.

Многие думают, что автотрофия более примитивна по сравнению с гетеротрофией. Это просто неправда. Условия возникновения этих организмов были совершенно иными. Строительные блоки были легко доступны и в изобилии, поэтому все организмы «дружили» друг с другом. Когда пищи стало не хватать, селективное давление начало подталкивать виды в разных направлениях (автотрофия).

У меня нет однозначного ответа, но я могу утверждать, что митохондрии появились раньше хлоропластов, несмотря на то, что между их свободноживущими предками... α -протеобактерии и цианобактерии, последние кажутся более древними в эволюции.

У меня есть следующие аргументы в поддержку этого аргумента:

  • Организмы, имеющие хлоропласты, также имеют митохондрии, но обратное неверно.
  • Были случаи вторичного эндосимбиоза (особенно у Chromaveolata ), когда организмы, уже содержащие хлоропласты, становились эндосимбиотическими органеллами у другого хозяина.
  • Совсем недавно произошел случай эндосимбиоза хлоропластоподобной органеллы, называемой сфероидным тельцем, у диатомовой водоросли Rhopallodia gibba , которая уже имеет вторичную пластиду. Смотрите это .

Обычно в клетке много митохондрий, но меньше хлоропластов. Хотя это мало что говорит об эволюционном возрасте, но более высокое число позволяет большему количеству органелл передавать ядерные гены, учитывая гипотезу ограниченного окна переноса. Чем больше перенос, тем более «зависимой» станет органелла от хозяина.

Несмотря на то, что я утверждаю в первом абзаце, что цианобактерии старше α -proteobacterium (на самом деле у меня нет веских оснований поддерживать это утверждение), это не означает, что фотосинтез имеет древнее происхождение. Хемосинтетический путь и мембранная биоэнергетика возникли очень рано. Соединение света, помогающее этим процессам, скорее всего, произошло позже, когда организмы всплыли в лимнетическую зону.

Использование молекулярного кислорода в качестве акцептора электронов началось через некоторое время после того, как процессы фотосинтеза сделали молекулярный кислород избыточным в земной атмосфере. Так что я думаю, вы можете выдвинуть аргумент, что фотосинтез имеет более древнее происхождение по сравнению с зависимым от кислорода метаболизмом, который осуществляется митохондриями.
Дело принято. Но кислород не единственный акцептор электронов... Митохондрии, которые используют Ф е 3 + также существуют (один из е − акцепторы, кроме кислорода). Так что да, фотосинтез старше аэробного дыхания, но АТФ-синтаза старше их обоих :)
@WYSIWYG: ваш третий аргумент не кажется очень сильным.
@ har-wradim да, это самый слабый из всех :) Я упомянул об этом, потому что вполне вероятно, что митохондрий много, потому что они рано ассоциировались. Также, учитывая гипотезу об ограниченном окне передачи, шансы митохондрий на ядерный перенос генов выше из-за их большего количества. Хотя, можно утверждать, что α -протеобактерии по своей природе делились быстрее, чем цианобактерии, и поэтому их количество в клетке было выше.
Я думаю, вы имеете в виду «потомков», а не «предков», и даже тогда это, вероятно, неверно. Первоначальный эндосимион, вероятно, принадлежит к родственной кладе существующих бактерий. Я также думаю, что единственное происхождение обоих эндосимбионтов является самым сильным аргументом в любом случае.

В чем преимущество митохондрий в мире без кислорода? Хлоропласты эволюционировали, чтобы наполнить атмосферу кислородом, а затем эту ситуацию воспользовались мито.

Добро пожаловать. У вас может быть интересный момент, но без источников это скорее комментарий, чем ответ. Тем более, что ваш ответ, кажется, противоречит существующим ответам выше. Вам понадобится некоторая репутация, чтобы размещать ответы, но если бы вы могли улучшить свой ответ с помощью дополнительных доказательств и источников, чтобы другие пользователи могли читать фон вашего ответа, это было бы здорово.
Хлоропласты эволюционировали не для того, чтобы наполнять воздух кислородом, а для того, чтобы позволить растениям получать энергию от фотосинтеза. Это уже развилось у цианобактерий, которые отвечали за сильное насыщение кислородом , а не у хлоропластов растений. Мы приветствуем новых пользователей SE Biology, но, пожалуйста, уважайте других участников. Учитывая подробные и академические ответы, уже полученные на этот вопрос, вы могли подумать, что предыдущие авторы этого вопроса имели некоторые знания в этой области.
Митохондрия или хлоропласт были первыми?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v