Биохимия - Химические реакции в живой клетке Том 1 - Д. Мецлер 1980

Место действия
Эволюция сложных организмов

Огромные различия между клетками про- и эукариот породили множество предположений относительно характера эволюционных взаимоотношений между этими двумя основными категориями живых существ. Согласно одной из популярных теорий, митохондрии ведут свое происхождение от аэробных бактерий. Предполагается, что после появления сине-зеленых водорослей и накопления в атмосфере достаточного количества кислорода возник симбиоз между мелкими аэробными и более крупными облигатно анаэробными бактериями. При этом аэробные бактерии, поселившись внутри клеток анаэробов, поглощали весь кислород и защищали тем самым организм хозяина, для которых кислород был токсичным. Со временем эти отношения закрепились, что привело к возникновению клеток эукариот, содержащих митохондрии [28, 29]. В дальнейшем симбиоз с сине-зелеными водорослями мог аналогичным образом привести к появлению хлоропластов в клетках растений-эукариот.

В пользу рассмотренной выше точки зрения говорит тот факт, что симбиотические отношения существуют и между современными организмами. Так, в цитоплазме зеленой парамеции (Paramecium bursaria) присутствует одноклеточная водоросль хлорелла (Clorella) — обычное зеленое растеньице, которое может жить и самостоятельно. Вероятно, сожительство хлореллы с парамецией возникло случайно [28]. Биологи и биохимики сразу приняли симбиотическую теорию возникновения митохондрий. Однако Рафф и Малер выдвинули другую гипотезу, предположив, что митохондрии возникли скорее из мезосомных мембран, а ДНК в них происходит из внехромосомного генетического материала (из плазмид или эписом; гл. 15, разд. Г.7), который часто встречается в клетках прокариот [30]. Этот вопрос так и остается открытым и широко обсуждается [30—32].

Ископаемые остатки бактерий и сине-зеленых водорослей были найдены в отложениях, возраст которых, по геохимическим данным, превышает 3 млрд. лет. Возможно, в это же время появились первые эукариоты, давшие в результате эволюции свыше миллиона известных ныне видов.