Ostatni uniwersalny wspólny przodek: Różnice pomiędzy wersjami
| [wersja przejrzana] | [wersja przejrzana] |
Usunięta treść Dodana treść
m →Przypisy: drobne techniczne |
m lit. |
||
| (Nie pokazano 17 wersji utworzonych przez 11 użytkowników) | |||
| Linia 1: | Linia 1: | ||
[[Plik:Deinococcus radiodurans.jpg|thumb|Ostatni uniwersalny wspólny przodek mógł być podobny do niezwykle odpornej bakterii ''[[Deinococcus radiodurans]]'']] |
[[Plik:Deinococcus radiodurans.jpg|thumb|Ostatni uniwersalny wspólny przodek mógł być podobny do niezwykle odpornej bakterii ''[[Deinococcus radiodurans]]'']] |
||
'''Ostatni uniwersalny wspólny przodek''' ([[język angielski|ang.]] ''last universal common ancestor'', '''LUCA'''), '''ostatni uniwersalny przodek''' (ang. ''last universal ancestor'', '''LUA''') – hipotetyczny [[organizm]], który był [[Ostatni wspólny przodek|ostatnim wspólnym przodkiem]] wszystkich żyjących obecnie na [[Ziemia|Ziemi]], należących do [[Domena (biologia)|domeny]] [[bakterie|bakterii]], [[Archeony| |
'''Ostatni uniwersalny wspólny przodek''' ([[język angielski|ang.]] ''last universal common ancestor'', '''LUCA'''), '''ostatni uniwersalny przodek''' (ang. ''last universal ancestor'', '''LUA''') – hipotetyczny [[organizm]], który był [[Ostatni wspólny przodek|ostatnim wspólnym przodkiem]] wszystkich żyjących obecnie na [[Ziemia|Ziemi]], należących do [[Domena (biologia)|domeny]] [[bakterie|bakterii]], [[Archeony|archeonów]] i [[eukarionty|eukariontów]]{{r|Woese-1990}}{{r|Woese-1998}}. Pogląd o istnieniu organizmu, który dał początek wszystkim występującym obecnie organizmom jest szeroko rozpowszechniony wśród biologów. |
||
Natura wspólnego przodka może być poznana jedynie poprzez molekularne badania struktury i sekwencji elementów współczesnych organizmów. Efektem analiz jest stworzenie drzewa życia, czyli [[drzewo filogenetyczne|drzewa filogenetycznego]] obejmującego wszystkie trzy domeny{{r|Woese-1998}}. |
|||
Według jednych hipotez taki pierwotny organizm miał budowę i cechy zbliżone do bakterii hipertermofilnych, jednak wiele nowych danych wskazuje że LUCA był termofilnym lub mezofilnym proteoeukariontem, od którego pochodzą współczesne eukarionty, a bakterie i archeany pojawiły się na jego wczesnych etapach ewolucji{{r|Glansdorff-2000}}{{r|Xu-2002}}{{r|Glansdorff-2008}}. Pochodzący od progenotów proteoeukariont mógł zawierać DNA, jednak za prawdopodobne uznaje się, że genom tego organizmu był zbudowany z RNA, a zmiana na DNA nastąpiła dopiero po wykształceniu trzech domen{{r|Glansdorff-2008}}. |
|||
== Rozwój hipotezy == |
== Rozwój hipotezy == |
||
[[Plik:Phylogenetic tree.svg|mały|Drzewo życia ze wspólnym przodkiem w postaci pojedynczej [[komórka|komórki]]{{r|Doolittle-2000}}]] |
[[Plik:Phylogenetic tree.svg|mały|Drzewo życia ze wspólnym przodkiem w postaci pojedynczej [[komórka|komórki]]{{r|Doolittle-2000}}]] |
||
[[Plik:PhylogeneticTree horizontal transfers.png|mały|Drzewo życia ze wspólnym przodkiem jako społecznością organizmów między którymi dochodzi do [[poziomy transfer genów|poziomego transferu genów]]{{r|Doolittle-2000}}]] |
[[Plik:PhylogeneticTree horizontal transfers.png|mały|Drzewo życia ze wspólnym przodkiem jako społecznością organizmów między którymi dochodzi do [[poziomy transfer genów|poziomego transferu genów]]{{r|Doolittle-2000}}]] |
||
Hipoteza zakładająca istnienie uniwersalnego wspólnego przodka wszystkich organizmów jest podstawą współczesnej [[Ewolucja |
Hipoteza zakładająca istnienie uniwersalnego wspólnego przodka wszystkich organizmów jest podstawą współczesnej [[Ewolucja biologiczna|teorii ewolucji]]. Została przedstawiona już przez Darwina w dziele „[[O powstawaniu gatunków]]”. Dotychczas nie udało się empirycznie rozstrzygnąć, czy życie na Ziemi jest całkowicie monofiletyczne, jeden gatunek dał początek wszystkim, czy też, jak sugerują niektórzy naukowcy, na wczesnym etapie rozwoju życia [[poziomy transfer genów]] był na tyle powszechny, że monofiletyzm życia nie jest możliwy{{r|Theobald-2010}}. Niezależnie od tego, czy LUCA był jednym gatunkiem, czy współpracującą ze sobą grupą organizmów, jego istnienie datowane jest na 3,5–3,8 mld lat temu{{r|Doolittle-2000}}. Najbardziej podstawowy podział na trzy domeny wywodzące się od wspólnego przodka zaproponowali Fox i Woese w roku 1977 na podstawie sekwencji rRNA{{r|White-2003}}. Kolejne badania molekularne doprowadziły do wniosku, że jako pierwsze oddzieliły się bakterie. Następnie ze wspólnej linii powstały eukarionty i archeany. [[Jądro komórkowe]] eukariontów mogło powstać w wyniku wbudowania w komórkę kompleksu [[Wirusy|wirusów]] DNA{{r|Bell-2001}}{{r|Bell-2009}}. W 2010 roku oszacowano, że hipoteza o pochodzeniu wszystkich obecnie żyjących organizmów od jednego gatunku była 10<sup>2830</sup> razy bardziej prawdopodobna niż najlepsza alternatywna hipoteza{{r|Theobald-2010}}. |
||
== Genom i proteom== |
== Genom i proteom == |
||
Większość szacunków uznaje, że genom LUCA musiał zawierać co najmniej |
Większość szacunków uznaje, że genom LUCA musiał zawierać co najmniej 500–1000 genów{{r|Mushegian-2008}}. Założenie, że hipotetyczny genom przodka wszystkich domen powinien być mały i zbliżony do prostych organizmów pasożytniczych, nie jest jednak poparte dowodami. Liczba rodzin genów u prokariontów mieści się w granicach 1006 do 1189, a u eukariontów pomiędzy 1344 a 1529. Bardziej prawdopodobne jest, że genom LUCA zawierał liczbę genów porównywalną z wolno żyjącymi współczesnymi prokariotami{{r|Ouzounis-2006}}. Zidentyfikowano co najmniej 140 domen białek tworzących prawdopodobnie [[proteom]] LUCA{{r|Ranea-2006}}. Rekonstrukcja sekwencji domen białkowych wskazuje, że charakteryzowały się one wysoką [[Hydrofobowość|hydrofobowością]]{{r|Mannige-2012}}. |
||
== Przypisy == |
== Przypisy == |
||
{{Przypisy |
{{Przypisy| |
||
<ref name="Woese-1990">{{Cytuj |
<ref name="Woese-1990">{{Cytuj |autor = C. R. Woese, O. Kandler, M. L. Wheelis |tytuł = Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya |czasopismo = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America |data = 1990 |wolumin = 87 |numer = 12 |s = 4576–4579 |pmid = 2112744 |pmc = PMC54159|doi=10.1073/pnas.87.12.4576}}</ref> |
||
<ref name="Woese-1998">{{Cytuj |
<ref name="Woese-1998">{{Cytuj |autor = C. Woese |tytuł = The universal ancestor |czasopismo = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America |data = 1998 |wolumin = 95 |numer = 12 |s = 6854–6859 |pmid = 9618502 |pmc = PMC22660|doi=10.1073/pnas.95.12.6854}}</ref> |
||
<ref name="Glansdorff-2008">{{Cytuj |
<ref name="Glansdorff-2008">{{Cytuj |autor = Nicolas Glansdorff, Ying Xu, Bernard Labedan |tytuł = The last universal common ancestor: emergence, constitution and genetic legacy of an elusive forerunner |czasopismo = Biology Direct |data = 2008 |wolumin = 3 |s = art. nr 29 |doi = 10.1186/1745-6150-3-29 |pmid = 18613974 |pmc = 2478661}}</ref> |
||
<ref name="Ouzounis-2006">{{Cytuj |
<ref name="Ouzounis-2006">{{Cytuj |autor = Christos A. Ouzounis, Victor Kunin, Nikos Darzentas, Leon Goldovsky |tytuł = A minimal estimate for the gene content of the last universal common ancestor--exobiology from a terrestrial perspective |czasopismo = Research in Microbiology |data = 2006 |wolumin = 157 |numer = 1 |s = 57–68 |doi = 10.1016/j.resmic.2005.06.015 |pmid = 16431085|dostęp=z}}</ref> |
||
<ref name="Mushegian-2008">{{Cytuj |
<ref name="Mushegian-2008">{{Cytuj |autor = Arcady Mushegian |tytuł = Gene content of LUCA, the last universal common ancestor |czasopismo = Frontiers in Bioscience|data = 2008 |wolumin = 13 |s = 4657–4666 |pmid = 18508537 | doi = 10.2741/3031|dostęp=z}}</ref> |
||
<ref name="Glansdorff-2000">{{Cytuj |
<ref name="Glansdorff-2000">{{Cytuj |autor = N. Glansdorff |tytuł = About the last common ancestor, the universal life-tree and lateral gene transfer: a reappraisal |czasopismo = Molecular Microbiology |data = 2000 |wolumin = 38 |numer = 2 |s = 177–185 | doi = 10.1046/j.1365-2958.2000.02126.x | pmid = 11069646|dostęp=o}}</ref> |
||
<ref name="Xu-2002">{{Cytuj |
<ref name="Xu-2002">{{Cytuj |autor = Ying Xu, Nicolas Glansdorff |tytuł = Was our ancestor a hyperthermophilic procaryote? |czasopismo = Comparative Biochemistry and Physiology. Part A, Molecular & Integrative Physiology |data = 2002 |wolumin = 133 |numer = 3 |s = 677–688| doi = 10.1016/S1095-6433(02)00197-6 | pmid = 12443925|dostęp=z}}</ref> |
||
<ref name="Theobald-2010">{{Cytuj |
<ref name="Theobald-2010">{{Cytuj |autor = Douglas L. Theobald |tytuł = A formal test of the theory of universal common ancestry |czasopismo = Nature |data = 2010 |wolumin = 465 |numer = 7295 |s = 219–222 |doi = 10.1038/nature09014 |pmid = 20463738|dostęp=z}}</ref> |
||
<ref name="Doolittle-2000">{{Cytuj |
<ref name="Doolittle-2000">{{Cytuj |autor = W. F. Doolittle |tytuł = Uprooting the tree of life |czasopismo = Scientific American |data = 2000 |wolumin = 282 |numer = 2 |s = 90–95 |pmid = 10710791|url=https://www.scientificamerican.com/article/uprooting-the-tree-of-life/|data dostępu=2019-03-24|dostęp=z}}</ref> |
||
<ref name="White-2003">{{Cytuj |
<ref name="White-2003">{{Cytuj |autor = M. F. White |tytuł = Archaeal DNA repair: paradigms and puzzles |czasopismo = Biochemical Society Transactions |data = 2003 |wolumin = 31 |numer = Pt 3 |s = 690–693 |doi = 10.1042/bst0310690 |pmid = 12773184|dostęp=z}}</ref> |
||
<ref name="Bell-2001">{{Cytuj |
<ref name="Bell-2001">{{Cytuj |autor = P. J. Bell |tytuł = Viral eukaryogenesis: was the ancestor of the nucleus a complex DNA virus? |czasopismo = Journal of Molecular Evolution |data = 2001 |wolumin = 53 |numer = 3 |s = 251–256 |doi = 10.1007/s002390010215 |pmid = 11523012|dostęp=z}}</ref> |
||
<ref name="Bell-2009">{{Cytuj |
<ref name="Bell-2009">{{Cytuj |autor = Philip John Livingstone Bell |tytuł = The viral eukaryogenesis hypothesis: a key role for viruses in the emergence of eukaryotes from a prokaryotic world environment |czasopismo = Annals of the New York Academy of Sciences |data = 2009 |wolumin = 1178 |s = 91–105 |doi = 10.1111/j.1749-6632.2009.04994.x |pmid = 19845630|dostęp=z}}</ref> |
||
<ref name="Ranea-2006">{{Cytuj |
<ref name="Ranea-2006">{{Cytuj |autor = Juan A. G. Ranea, Antonio Sillero, Janet M. Thornton, Christine A. Orengo |tytuł = Protein superfamily evolution and the last universal common ancestor (LUCA) |czasopismo = Journal of Molecular Evolution |data = 2006 |wolumin = 63 |numer = 4 |s = 513–525 |doi = 10.1007/s00239-005-0289-7 |pmid = 17021929|dostęp=z}}</ref> |
||
<ref name="Mannige-2012">{{Cytuj |
<ref name="Mannige-2012">{{Cytuj |autor = Ranjan V. Mannige, Charles L. Brooks, Eugene I. Shakhnovich |tytuł = A universal trend among proteomes indicates an oily last common ancestor |czasopismo = PLoS Computational Biology |data = 2012 |wolumin = 8 |numer = 12 |s = art. nr e1002839 |doi = 10.1371/journal.pcbi.1002839 |pmid = 23300421 |pmc = 3531291}}</ref> |
||
}} |
}} |
||
== Linki zewnętrzne == |
== Linki zewnętrzne == |
||
*{{Cytuj stronę | nazwisko = Theobald |
*{{Cytuj stronę | nazwisko = Theobald | imię = Douglas | tytuł = 29+ Evidences for Macroevolution: The Scientific Case for Common Descent | url = http://www.talkorigins.org/faqs/comdesc/ | opublikowany = www.talkorigins.org | data = 1999-2012 | data dostępu = 2014-06-25}} |
||
{{Ewolucja}} |
{{Ewolucja}} |
||
{{Kontrola autorytatywna}} |
|||
[[Kategoria:Ewolucja]] |
[[Kategoria:Ewolucja]] |
||
Aktualna wersja na dzień 11:45, 17 sie 2024
Ostatni uniwersalny wspólny przodek (ang. last universal common ancestor, LUCA), ostatni uniwersalny przodek (ang. last universal ancestor, LUA) – hipotetyczny organizm, który był ostatnim wspólnym przodkiem wszystkich żyjących obecnie na Ziemi, należących do domeny bakterii, archeonów i eukariontów[1][2]. Pogląd o istnieniu organizmu, który dał początek wszystkim występującym obecnie organizmom jest szeroko rozpowszechniony wśród biologów.
Natura wspólnego przodka może być poznana jedynie poprzez molekularne badania struktury i sekwencji elementów współczesnych organizmów. Efektem analiz jest stworzenie drzewa życia, czyli drzewa filogenetycznego obejmującego wszystkie trzy domeny[2].
Według jednych hipotez taki pierwotny organizm miał budowę i cechy zbliżone do bakterii hipertermofilnych, jednak wiele nowych danych wskazuje że LUCA był termofilnym lub mezofilnym proteoeukariontem, od którego pochodzą współczesne eukarionty, a bakterie i archeany pojawiły się na jego wczesnych etapach ewolucji[3][4][5]. Pochodzący od progenotów proteoeukariont mógł zawierać DNA, jednak za prawdopodobne uznaje się, że genom tego organizmu był zbudowany z RNA, a zmiana na DNA nastąpiła dopiero po wykształceniu trzech domen[5].
Rozwój hipotezy
[edytuj | edytuj kod]
Hipoteza zakładająca istnienie uniwersalnego wspólnego przodka wszystkich organizmów jest podstawą współczesnej teorii ewolucji. Została przedstawiona już przez Darwina w dziele „O powstawaniu gatunków”. Dotychczas nie udało się empirycznie rozstrzygnąć, czy życie na Ziemi jest całkowicie monofiletyczne, jeden gatunek dał początek wszystkim, czy też, jak sugerują niektórzy naukowcy, na wczesnym etapie rozwoju życia poziomy transfer genów był na tyle powszechny, że monofiletyzm życia nie jest możliwy[7]. Niezależnie od tego, czy LUCA był jednym gatunkiem, czy współpracującą ze sobą grupą organizmów, jego istnienie datowane jest na 3,5–3,8 mld lat temu[6]. Najbardziej podstawowy podział na trzy domeny wywodzące się od wspólnego przodka zaproponowali Fox i Woese w roku 1977 na podstawie sekwencji rRNA[8]. Kolejne badania molekularne doprowadziły do wniosku, że jako pierwsze oddzieliły się bakterie. Następnie ze wspólnej linii powstały eukarionty i archeany. Jądro komórkowe eukariontów mogło powstać w wyniku wbudowania w komórkę kompleksu wirusów DNA[9][10]. W 2010 roku oszacowano, że hipoteza o pochodzeniu wszystkich obecnie żyjących organizmów od jednego gatunku była 102830 razy bardziej prawdopodobna niż najlepsza alternatywna hipoteza[7].
Genom i proteom
[edytuj | edytuj kod]Większość szacunków uznaje, że genom LUCA musiał zawierać co najmniej 500–1000 genów[11]. Założenie, że hipotetyczny genom przodka wszystkich domen powinien być mały i zbliżony do prostych organizmów pasożytniczych, nie jest jednak poparte dowodami. Liczba rodzin genów u prokariontów mieści się w granicach 1006 do 1189, a u eukariontów pomiędzy 1344 a 1529. Bardziej prawdopodobne jest, że genom LUCA zawierał liczbę genów porównywalną z wolno żyjącymi współczesnymi prokariotami[12]. Zidentyfikowano co najmniej 140 domen białek tworzących prawdopodobnie proteom LUCA[13]. Rekonstrukcja sekwencji domen białkowych wskazuje, że charakteryzowały się one wysoką hydrofobowością[14].
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ C.R. Woese, O. Kandler, M.L. Wheelis, Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya, „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”, 87 (12), 1990, s. 4576–4579, DOI: 10.1073/pnas.87.12.4576, PMID: 2112744, PMCID: PMC54159.
- ↑ a b C. Woese, The universal ancestor, „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”, 95 (12), 1998, s. 6854–6859, DOI: 10.1073/pnas.95.12.6854, PMID: 9618502, PMCID: PMC22660.
- ↑ N. Glansdorff, About the last common ancestor, the universal life-tree and lateral gene transfer: a reappraisal, „Molecular Microbiology”, 38 (2), 2000, s. 177–185, DOI: 10.1046/j.1365-2958.2000.02126.x, PMID: 11069646.
- ↑ Ying Xu, Nicolas Glansdorff, Was our ancestor a hyperthermophilic procaryote?, „Comparative Biochemistry and Physiology. Part A, Molecular & Integrative Physiology”, 133 (3), 2002, s. 677–688, DOI: 10.1016/S1095-6433(02)00197-6, PMID: 12443925.
- ↑ a b Nicolas Glansdorff, Ying Xu, Bernard Labedan, The last universal common ancestor: emergence, constitution and genetic legacy of an elusive forerunner, „Biology Direct”, 3, 2008, art. nr 29, DOI: 10.1186/1745-6150-3-29, PMID: 18613974, PMCID: PMC2478661.
- ↑ a b c W.F. Doolittle, Uprooting the tree of life, „Scientific American”, 282 (2), 2000, s. 90–95, PMID: 10710791 [dostęp 2019-03-24].
- ↑ a b Douglas L. Theobald, A formal test of the theory of universal common ancestry, „Nature”, 465 (7295), 2010, s. 219–222, DOI: 10.1038/nature09014, PMID: 20463738.
- ↑ M.F. White, Archaeal DNA repair: paradigms and puzzles, „Biochemical Society Transactions”, 31 (Pt 3), 2003, s. 690–693, DOI: 10.1042/bst0310690, PMID: 12773184.
- ↑ P.J. Bell, Viral eukaryogenesis: was the ancestor of the nucleus a complex DNA virus?, „Journal of Molecular Evolution”, 53 (3), 2001, s. 251–256, DOI: 10.1007/s002390010215, PMID: 11523012.
- ↑ Philip John Livingstone Bell, The viral eukaryogenesis hypothesis: a key role for viruses in the emergence of eukaryotes from a prokaryotic world environment, „Annals of the New York Academy of Sciences”, 1178, 2009, s. 91–105, DOI: 10.1111/j.1749-6632.2009.04994.x, PMID: 19845630.
- ↑ Arcady Mushegian, Gene content of LUCA, the last universal common ancestor, „Frontiers in Bioscience”, 13, 2008, s. 4657–4666, DOI: 10.2741/3031, PMID: 18508537.
- ↑ Christos A. Ouzounis i inni, A minimal estimate for the gene content of the last universal common ancestor--exobiology from a terrestrial perspective, „Research in Microbiology”, 157 (1), 2006, s. 57–68, DOI: 10.1016/j.resmic.2005.06.015, PMID: 16431085.
- ↑ Juan A.G. Ranea i inni, Protein superfamily evolution and the last universal common ancestor (LUCA), „Journal of Molecular Evolution”, 63 (4), 2006, s. 513–525, DOI: 10.1007/s00239-005-0289-7, PMID: 17021929.
- ↑ Ranjan V. Mannige, Charles L. Brooks, Eugene I. Shakhnovich, A universal trend among proteomes indicates an oily last common ancestor, „PLoS Computational Biology”, 8 (12), 2012, art. nr e1002839, DOI: 10.1371/journal.pcbi.1002839, PMID: 23300421, PMCID: PMC3531291.
Linki zewnętrzne
[edytuj | edytuj kod]- Douglas Theobald: 29+ Evidences for Macroevolution: The Scientific Case for Common Descent. www.talkorigins.org, 1999-2012. [dostęp 2014-06-25].
| Procesy ewolucyjne | |
|---|---|
| Nauki związane z ewolucją | |
| Rodzaje specjacji | |
| Rodzaje doboru naturalnego | |
| Ewolucja molekularna | |
| Ewolucja poszczególnych taksonów | |
| Pojęcia | |
| Historia myśli ewolucyjnej |
