«Первичные, вторичные и сложные пластиды фотосинтезирующих эукариот» — тема, неожиданно вошедшая в демоверсию КИМа ЕГЭ по биологии 2024 года. Поговорим в этой статье об эволюции хлоропластов и как она связана с матрёшкой.
В начале XX века происхождение хлоропластов было описана русским ботаником Константином Сергеевичем Мережковским в рамках теории эндосимбиогенеза, которая в 60-х годах была дополнена американским биологом Линн Маргулис. Напомню, что эндосимбиоз — это взаимовыгодное сосуществование организмов, при котором один обитает внутри другого. Если речь идёт об одноклеточных, то с течением времени такое взаимодействие может приводить к тому, что один из организмов начинает упрощаться и выполнять функцию отдельной органеллы в клетке-хозяине.
Итак, в этой статье речь пойдет о происхождении пластид. Согласно теории эндосимбиогенеза, миллиард лет назад некая НЕфотосинтезирующая эукариотическая клетка, захватила фотосинтезирующую прокариотическую клетку цианобактерии. В результате такого «союза» бактерия полностью утратила свою автономность, но продолжала фотосинтезировать, то есть стала выполнять функцию хлоропласта в клетке своего партнёра. Так эукариоты приобрели совершенно новую «суперспособность» — производить органическое вещество из неорганического за счёт энергии квантов света. Пластиды, которые образовались из цианобактерий называют первичными, они окружены двумя мембранами и имеют привычную для нас морфологию, «как по учебнику». В целом, три группы организмов содержат данный тип пластид: зелёные растения, зелёные и красные водоросли.
Однако история на этом не заканчивается. Вероятно, эукариотическая клетка с первичной пластидой вступила в новые симбиотические отношения с другим НЕфотосинтетическим эукариотом, например, протистом. Так происходит вторичный эндосимбиоз и образуется вторичная пластида, которая в отличие от первичной может содержать три или даже четыре мембраны :
· Две мембраны от цианобактерии (т. к. они грамотрицательные);
· плазмалемма первичного симбионта;
· мембрана фагосомы конечного хозяина (может быть утрачена).
Как вы уже могли догадаться, может произойти и третичный эндосимбиоз, в результате которого образуются третичные пластиды, их ещё называют сложными или комплексными. Вторичные и третичные (или сложные) пластиды встречаются у криптофитовых и эвгленовых водорослей, а также динофлагеллят.
Думаю, что каждый из Вас уже понял, как теория эндосимбиогенеза и матрешка связаны между собой.
Список литературы:
- Sibbald S, Archibald J. 2020. Genomic insights into plastid evolution. Genome Biol Evol. 12(7):evaa096. https://doi.org/10.1093/gbe/evaa096
- Ku С, Roettger M, Zimorski V, Nelson-Sathi S, Sousa F, Martin W Plastid origin: who, when and why? Acta Soc Bot Pol. 83(4):281–289 https://doi.org/10.5586/asbp.2014.045
#егэбиология2024 #фотосинтез
