إذا نظرنا إلى عالم أسماك البهلوان التي تعيش بالمحيط وسط شقائق النعمان ، سوف نجد علاقة تكافلية معروفة بينهما ، فالأسماك تعيش محمية وسط شقائق النعمان بينما تتغذى شقائق النعمان على المادة المخاطية التي تنتجها ، ولكن هناك علاقة تكافلية أصغر بكثير موجودة في الطبيعة بين كائنين أحادي الخلايا ، وقد أدت تلك العلاقة لما يعرف بتطور حقيقيات النوى .
انواع الخلايا
تنقسم الخلايا إلى فئتين رئيسيتين ، يتم تعريفهما مبدئيًا بما إذا كانت تحتوي على نواة أم لا ، بحيث تفتقر الخلايا بدائية النواة (البكتيريا) إلى وجود نواة ؛ بينما تحتوي الخلايا حقيقية النواة على نواة يتم فيها فصل المادة الوراثية عن السيتوبلازم.[1]
تكون الخلايا بدائية النواة أصغر وأبسط من الخلايا حقيقية النواة ؛ بالإضافة إلى عدم وجود نواة ، فإنها أقل تعقيدًا ولا تحتوي على عضيات خلوية أو هيكل خلوي ، على الرغم من هذه الاختلافات ، فإن الآليات الجزيئية الأساسية ذاتها في دورة حياة كل من الخلايا بدائية النوى وحقيقية النواة ، مما يشير إلى أن جميع خلايا اليوم تنحدر من نوع بدائي واحد من الخلايا .
كيف تطورت الخلايا من بدائيات النوى إلى حقيقيات النوى
هناك نوعان من أشكال الحياة الخلوية على الأرض – بدائيات النوى وحقيقيات النوى .
تطورت الكائنات الحية إلى ثلاث مجموعات كبيرة من الكائنات الحية وثيقة الصلة ، تسمى الميكروبات ، البكتيريا ، والجراثيم .
الميكروبات والبكتيريا عبارة عن خلايا صغيرة وبسيطة نسبيا محاطة بغشاء وجدار خلية ، ويطلق عليهم بدائيات النوى .
وتشير نظرية النشوء التعايشي إلى أن الخلايا الكبيرة قامت بابتلاع الخلايا الصغيرة ، وهذه الخلايا الصغيرة لم يتم هضمها داخل الخلايا الكبيرة ولكنها تحولت إلى عضيات بداخلها ، وقد شكلت الخلايا الكبيرة والصغيرة علاقة تكافلية استفادت فيها كلتا الخليتين تمكنت بعض الخلايا الصغيرة من تحطيم نفايات الخلية الكبيرة للحصول على الطاقة .
وبهذه الطريقة وفرت الخلايا الصغيرة لنفسها الطاقة وللخلايا الكبيرة في نفس الوقت وتحولت إلى ميتوكوندريا داخل الخلية الكبيرة .
وترجح معظم النظريات أن الخلايا الحقيقية النوى هي الحفيدة الكبرى لخلية بحرية تم ابتلاعها بواسطة خلية أخرى .[2]
وقد عاشت الخلية حقيقية النواة المعقدة حقبة جديدة كاملة للحياة على الأرض ، لأن هذه الخلايا تطورت إلى كائنات متعددة الخلايا .
وبغض النظر عن تصنيفات الكائنات الحية من حيث أنها بدائية النوى أم حقيقية النوى ، فإن المتفق عليه أن الكائنات حقيقية النواة نشأت من نوع ما من الكائنات ” بدائية النواة ” ، وهناك حقيقة واحدة يتفق عليها الجميع تفصل هذا الأمر وهي التشكل الداخلي ، فقد كان الجمع بين الخلايا المتميزة ، بعضها داخل الآخر ، عاملاً مهمًا في تطور حقيقيات النواة وأشهر مثال على ذلك هي الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء .[3]
الخلايا حقيقية النواة
مثل الخلايا بدائية النواة ، جميع الخلايا حقيقية النواة محاطة بأغشية البلازما وتحتوي على ريبوسومات ومع ذلك ، فإن خلايا حقيقية النواة أكثر تعقيدًا وتحتوي على نواة ومجموعة متنوعة من العضيات السيتوبلازمية وهيكل خلوي.
أكبر وأبرز جزء من خلايا حقيقية النواة هي النواة ، التي يبلغ قطرها حوالي 5 ميكرون ، وتحتوي النواة على المعلومات الوراثية للخلية ، والتي يتم تنظيمها في حقيقيات النوى كجزيئات خطية وليست دائرية ، النواة هي موقع تكاثر الحمض النووي ، وتتم ترجمة الحمض النووي إلى بروتينات على الريبوسومات في السيتوبلازم.
الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء
تشترك الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء داخل خلايا حقيقية النواة في الميزات التالية مع خلايا بدائية النواة
الحمض النووي للعنصر العضوي قصير ودائري ، ولا يتوافق الحمض النووي الموجود في النواة.
تشبه الجزيئات التي تشكل الأغشية العضوية تلك الموجودة في الأغشية بدائية النواة – وتختلف عن تلك الموجودة في الأغشية حقيقية النواة.
الريبوسومات في هذه العضيات تشبه تلك الموجودة في الريبوسومات البكتيرية ، وتختلف عن الريبوسومات حقيقية النواة.
التكاثر هو عن طريق الانشطار الثنائي ، وليس عن طريق الانقسام.
اثنين أو أكثر من الأغشية تحيط بهذه العضيات.[3]
تطور الكائنات متعددة الخلايا
العديد من حقيقيات النوى عبارة عن كائنات أحادية الخلية ، مثل البكتيريا ، تتكون فقط من خلايا وحيدة قادرة على التكاثر الذاتي ، ومثال آخر على الكائنات متعددة الخلايا هو الخميرة والتي تعد أكثر تعقيدًا من البكتيريا ، ولكنها أصغر بكثير وأبسط من خلايا الحيوانات أو النباتات ، فعلى سبيل المثال ، يبلغ طول نواة الخميرة المعروفة حوالي 6 ميكرون ويحتوي على 12 مليون زوج من الحمض النووي . ومع ذلك ، فإن حقيقيات النواة أحادية الخلية الأخرى هي خلايا أكثر تعقيدًا ، بعضها يحتوي على الحمض النووي بقدر ما تحتويه الخلايا البشرية ، وتشمل الكائنات الحية المتخصصة لأداء مجموعة متنوعة من المهام .
وعلى سبيل المثال فإنّ بروتين الأميبا يعتبر خلية كبيرة ومعقدة ، وحجمه يزيد عن 100،000 مرة من حجم غيره من الكائنات الأخرى، ويمكن أن يتجاوز طوله 1 مم عندما يتم تمديد الخلية بالكامل .
وبالنسبة للأميبات والتي هي عبارة عن كائنات حية شديدة التحمل تستخدم امتدادات السيتوبلازم ، وتسمى “الأقدام الكاذبة” .
تحتوي حقيقيات النواة أحادية الخلية (الطحالب الخضراء) على البلاستيدات الخضراء ، وتكون قادرة على إجراء عملية التمثيل الضوئي.
تطورت الكائنات متعددة الخلايا من كائنات حقيقية النواة أحادية الخلية قبل 1.7 مليار سنة على الأقل ، وتشكل بعض الكائنات حقيقية النواة أحادية الخلية مجاميع متعددة الخلايا التي يبدو أنها تمثل انتقالًا تطوريًا من خلايا وحيدة إلى كائنات متعددة الخلايا.
على سبيل المثال ، ترتبط خلايا العديد من الطحالب (مثل الطحالب الخضراء Volvox) مع بعضها البعض لتكوين مستعمرات متعددة الخلايا) ، والتي يُعتقد أنها الأساس الذي تطورت منه النباتات الحالية.
انواع الخلايا
تنقسم الخلايا إلى فئتين رئيسيتين ، يتم تعريفهما مبدئيًا بما إذا كانت تحتوي على نواة أم لا ، بحيث تفتقر الخلايا بدائية النواة (البكتيريا) إلى وجود نواة ؛ بينما تحتوي الخلايا حقيقية النواة على نواة يتم فيها فصل المادة الوراثية عن السيتوبلازم.[1]
تكون الخلايا بدائية النواة أصغر وأبسط من الخلايا حقيقية النواة ؛ بالإضافة إلى عدم وجود نواة ، فإنها أقل تعقيدًا ولا تحتوي على عضيات خلوية أو هيكل خلوي ، على الرغم من هذه الاختلافات ، فإن الآليات الجزيئية الأساسية ذاتها في دورة حياة كل من الخلايا بدائية النوى وحقيقية النواة ، مما يشير إلى أن جميع خلايا اليوم تنحدر من نوع بدائي واحد من الخلايا .
كيف تطورت الخلايا من بدائيات النوى إلى حقيقيات النوى
هناك نوعان من أشكال الحياة الخلوية على الأرض – بدائيات النوى وحقيقيات النوى .
تطورت الكائنات الحية إلى ثلاث مجموعات كبيرة من الكائنات الحية وثيقة الصلة ، تسمى الميكروبات ، البكتيريا ، والجراثيم .
الميكروبات والبكتيريا عبارة عن خلايا صغيرة وبسيطة نسبيا محاطة بغشاء وجدار خلية ، ويطلق عليهم بدائيات النوى .
وتشير نظرية النشوء التعايشي إلى أن الخلايا الكبيرة قامت بابتلاع الخلايا الصغيرة ، وهذه الخلايا الصغيرة لم يتم هضمها داخل الخلايا الكبيرة ولكنها تحولت إلى عضيات بداخلها ، وقد شكلت الخلايا الكبيرة والصغيرة علاقة تكافلية استفادت فيها كلتا الخليتين تمكنت بعض الخلايا الصغيرة من تحطيم نفايات الخلية الكبيرة للحصول على الطاقة .
وبهذه الطريقة وفرت الخلايا الصغيرة لنفسها الطاقة وللخلايا الكبيرة في نفس الوقت وتحولت إلى ميتوكوندريا داخل الخلية الكبيرة .
وترجح معظم النظريات أن الخلايا الحقيقية النوى هي الحفيدة الكبرى لخلية بحرية تم ابتلاعها بواسطة خلية أخرى .[2]
وقد عاشت الخلية حقيقية النواة المعقدة حقبة جديدة كاملة للحياة على الأرض ، لأن هذه الخلايا تطورت إلى كائنات متعددة الخلايا .
وبغض النظر عن تصنيفات الكائنات الحية من حيث أنها بدائية النوى أم حقيقية النوى ، فإن المتفق عليه أن الكائنات حقيقية النواة نشأت من نوع ما من الكائنات ” بدائية النواة ” ، وهناك حقيقة واحدة يتفق عليها الجميع تفصل هذا الأمر وهي التشكل الداخلي ، فقد كان الجمع بين الخلايا المتميزة ، بعضها داخل الآخر ، عاملاً مهمًا في تطور حقيقيات النواة وأشهر مثال على ذلك هي الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء .[3]
الخلايا حقيقية النواة
مثل الخلايا بدائية النواة ، جميع الخلايا حقيقية النواة محاطة بأغشية البلازما وتحتوي على ريبوسومات ومع ذلك ، فإن خلايا حقيقية النواة أكثر تعقيدًا وتحتوي على نواة ومجموعة متنوعة من العضيات السيتوبلازمية وهيكل خلوي.
أكبر وأبرز جزء من خلايا حقيقية النواة هي النواة ، التي يبلغ قطرها حوالي 5 ميكرون ، وتحتوي النواة على المعلومات الوراثية للخلية ، والتي يتم تنظيمها في حقيقيات النوى كجزيئات خطية وليست دائرية ، النواة هي موقع تكاثر الحمض النووي ، وتتم ترجمة الحمض النووي إلى بروتينات على الريبوسومات في السيتوبلازم.
الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء
تشترك الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء داخل خلايا حقيقية النواة في الميزات التالية مع خلايا بدائية النواة
الحمض النووي للعنصر العضوي قصير ودائري ، ولا يتوافق الحمض النووي الموجود في النواة.
تشبه الجزيئات التي تشكل الأغشية العضوية تلك الموجودة في الأغشية بدائية النواة – وتختلف عن تلك الموجودة في الأغشية حقيقية النواة.
الريبوسومات في هذه العضيات تشبه تلك الموجودة في الريبوسومات البكتيرية ، وتختلف عن الريبوسومات حقيقية النواة.
التكاثر هو عن طريق الانشطار الثنائي ، وليس عن طريق الانقسام.
اثنين أو أكثر من الأغشية تحيط بهذه العضيات.[3]
تطور الكائنات متعددة الخلايا
العديد من حقيقيات النوى عبارة عن كائنات أحادية الخلية ، مثل البكتيريا ، تتكون فقط من خلايا وحيدة قادرة على التكاثر الذاتي ، ومثال آخر على الكائنات متعددة الخلايا هو الخميرة والتي تعد أكثر تعقيدًا من البكتيريا ، ولكنها أصغر بكثير وأبسط من خلايا الحيوانات أو النباتات ، فعلى سبيل المثال ، يبلغ طول نواة الخميرة المعروفة حوالي 6 ميكرون ويحتوي على 12 مليون زوج من الحمض النووي . ومع ذلك ، فإن حقيقيات النواة أحادية الخلية الأخرى هي خلايا أكثر تعقيدًا ، بعضها يحتوي على الحمض النووي بقدر ما تحتويه الخلايا البشرية ، وتشمل الكائنات الحية المتخصصة لأداء مجموعة متنوعة من المهام .
وعلى سبيل المثال فإنّ بروتين الأميبا يعتبر خلية كبيرة ومعقدة ، وحجمه يزيد عن 100،000 مرة من حجم غيره من الكائنات الأخرى، ويمكن أن يتجاوز طوله 1 مم عندما يتم تمديد الخلية بالكامل .
وبالنسبة للأميبات والتي هي عبارة عن كائنات حية شديدة التحمل تستخدم امتدادات السيتوبلازم ، وتسمى “الأقدام الكاذبة” .
تحتوي حقيقيات النواة أحادية الخلية (الطحالب الخضراء) على البلاستيدات الخضراء ، وتكون قادرة على إجراء عملية التمثيل الضوئي.
تطورت الكائنات متعددة الخلايا من كائنات حقيقية النواة أحادية الخلية قبل 1.7 مليار سنة على الأقل ، وتشكل بعض الكائنات حقيقية النواة أحادية الخلية مجاميع متعددة الخلايا التي يبدو أنها تمثل انتقالًا تطوريًا من خلايا وحيدة إلى كائنات متعددة الخلايا.
على سبيل المثال ، ترتبط خلايا العديد من الطحالب (مثل الطحالب الخضراء Volvox) مع بعضها البعض لتكوين مستعمرات متعددة الخلايا) ، والتي يُعتقد أنها الأساس الذي تطورت منه النباتات الحالية.
