Ҳужайраларнинг эволютсияси тирик мавжудотларнинг пайдо бўлишидан то ҳозирги кунгача давом этган узоқ жараёндир. Ҳужайралар ҳаётнинг энг асосий қурилиш блоклари бўлиб, барча тирик организмлар ҳужайрадан иборатдир. Ҳужайралар эволютсияси прокариот ҳужайраларнинг пайдо бўлишини ҳам, прокариот ҳужайралардан эукарётик ҳужайраларга ўтишни ҳам ўз ичига олади.
Прокариот ҳужайралар эволютсияси
Ҳужайраларнинг эволютсиясининг энг дастлабки далиллари 3,5 миллиард йил олдин бўлган қазилма қолдиқларида топилган. Ушбу ёзувларда оддий прокариот ҳужайралар билан кичик организмларнинг излари кўрсатилган. Прокариот ҳужайралар оддий ҳужайра тузилиши ва думалоқ ДНКга эга. Бу ҳужайралар анаероб (кислородсиз) шароитда яшаши ва метаболик функтсияларини бажариши мумкин. Прокариот ҳужайралар ўзларининг генетик материалини бўлиш орқали кўпаядилар ва мутатсиялар орқали уларнинг генетик хилма-хиллигини оширадилар.
Эукарётик ҳужайралар эволютсияси
Эукариот ҳужайралар эволютсияси прокариот ҳужайраларга қараганда анча мураккаб тузилишга эга ҳужайраларнинг пайдо бўлишини ўз ичига олади. Эукариот ҳужайралар тахминан 1,7 миллиард йил олдин пайдо бўлган ва прокариот ҳужайралар эволютсиясида муҳим босқичдир.
Эукариот ҳужайралар пайдо бўлиши билан ҳужайраларда ядролар ва мембрана билан ўралган органеллалар тузилмалари каби мураккаброқ хусусиятлар ривожланди. Ушбу органелла тузилмаларининг мавжудлиги ҳужайраларга турли функтсияларни самаралироқ бажариш имконини берди. Масалан, митохондрия каби органеллалар энергия ишлаб чиқаришга ихтисослашган.
Эукариот ҳужайралар эволютсияси эндосимбиоз назарияси билан ҳам изоҳланади. Ушбу назарияга кўра, эукарётик ҳужайралардаги баъзи органеллалар тузилмалари эски прокариот ҳужайраларнинг бир-бири билан симбиотик алоқаси натижасида пайдо бўлган. Мисол учун, митохондрияларнинг аждодлари бактерияларда, кейинчалик эукариот ҳужайралар ичига жойлашиб, энергия ишлаб чиқариш учун қўшма ҳамкорликни ташкил қилади.
Инвагинатсия гипотезаси
Инвагинатсия гипотезаси ҳужайралар эволютсияси жараёнида ҳужайра мембранаси ичкарига отиб кириши, ичидаги материал органеллалар ва тузилмаларга айланиши натижасида янги ҳужайра компонентлари ҳосил бўлади. Бу гипотеза ҳужайра мембранаси ва ички мембрана тизимининг органеллалари ва тузилмалари эволютсиясини тушунтириш учун илгари сурилган.
Ҳужайралар ичидаги мембрана тузилмаларининг шаклланиши ва эволютсияси анъанавий равишда эндосимбиоз билан изоҳланган бўлса-да, инвагинатсия гипотезаси бу жараён учун муқобил тушунтиришни таклиф қилади. Гипотезага кўра, ҳужайра мембранаси ичкарига букланган ва бу бурмалар охир-оқибат ички мембрана тизимини ташкил этувчи органеллалар ва тузилмаларни ҳосил қилган.
Ушбу гипотезага кўра, ҳужайра мембранасининг ичкарига бурмаланиши натижасида ҳосил бўлган пуфакчалар ва бурмалар янги функтсияларга эга бўлган органеллаларнинг эволютсиясига олиб келган бўлиши мумкин. Масалан, эндоплазматик тўрнинг ҳосил бўлишини ҳужайра мембранасининг ичкарига бурмаланиши, пуфакчаларнинг ички мембрана тизимини ташкил этиши билан изоҳлаш мумкин. Худди шундай, Голжи комплекси ва лизосомалар каби тузилмалар инвагинатсия гипотезаси билан изоҳланиши мумкин.
Бу фаразни тасдиқловчи турли далиллар мавжуд. Электрон микроскоп ёрдамида олиб борилган кузатишлар шуни кўрсатдики, ҳужайра мембранаси ичкарига бурмаланади ва бу бурмалар органеллалар ҳосил бўлишига ёрдам беради. Бундан ташқари, генетик ва филогенетик таҳлиллар ҳам ҳужайра мембранасининг катланиши ҳужайралар эволютсиясида муҳим рол ўйнашини тасдиқлайди.
Бироқ, инвагинатсия гипотезаси ҳали ҳам баҳсли ва камчиликларга эга. Хусусан, ҳужайра мембранасининг кириб бориши ва органеллалар ҳосил бўлишининг молекуляр механизмлари тўлиқ тушунилмаган. Бундан ташқари, баъзи органеллаларнинг келиб чиқиши ҳали ҳам эндосимбиоз билан изоҳланиши мумкин.
Кўп геномли гипотеза. Ушбу гипотезага кўра, эукариот ҳужайралар прокариот ҳужайралардан улар геномининг айрим қисмларга бўлиниши, бу қисмларнинг аста-секин муайян функсияни бажаришга мосланиши натижасида пайдо бўлган. Кўп геномли тахмин ҳақиқатга яқин бўлиб, ядро ва ситоплазмани пластик жараёнларни ўхшашлиги билан исботланади.
Хулоса:
Ҳужайраларнинг эволютсияси тирик мавжудотлар тарих давомида бошидан кечирган муҳим жараёндир. Прокариот ҳужайралар пайдо бўлиши билан бошланган эволютсия жараёни янада мураккаб эукариот ҳужайралар пайдо бўлиши билан давом этди. Бу эволютсия жараёнида ҳужайралар ядролар, органеллалар тузилмалари ва мураккаброқ метаболик функтсияларни ишлаб чиқди. Ҳужайраларнинг эволютсияси тирик мавжудотларнинг хилма-хиллиги ва мослашувида асосий рол ўйнади.
Фойдаланилган адабиётлар
- Margulis, L. (1993). Symbiosis in Cell Evolution: Microbial Communities in the Archean and Proterozoic Eons. W.H. Freeman and Company.
- Lane, N., & Martin, W. F. (2010). The energetics of genome complexity. Nature, 467(7318), 929-934.
- Archibald, J. M. (2015). Endosymbiosis and eukaryotic cell evolution. Current Biology, 25(19), R911-R921.
- Keeling, P. J. (2013). The number, speed, and impact of plastid endosymbioses in eukaryotic evolution. Annual Review of Plant Biology, 64, 583-607.