CÁC LÝ THUYẾT VỀ SỰ TIẾN HÓA CỦA TẾ BÀO - SINH HỌC - 2026

Các lý thuyết về tế bào tiến hóa là những lời giải thích cố gắng hiểu thời điểm và cách thức tế bào xuất hiện. Thông thường chúng dùng để chỉ các tế bào nhân thực, tức là những tế bào có nhân được ngăn cách bởi màng tế bào, nơi chúng chứa vật liệu di truyền.

Không giống như tế bào nhân sơ, đơn giản hơn và xuất hiện khoảng 3,7 tỷ năm trước trên Trái đất, tế bào nhân thực phức tạp hơn, lớn hơn và xuất hiện gần đây hơn nhiều.

Hình ảnh độ nét cao của một sinh vật đơn bào. Qua Youtube.

Vì tế bào nhân thực là cơ sở của hầu hết các sinh vật sống, chẳng hạn như thực vật và động vật, nên một số lý thuyết đã được phát triển về nguồn gốc và lý do tại sao chúng xuất hiện.

Sự phát triển của các tế bào đầu tiên

Những tế bào đầu tiên xuất hiện cách đây ít nhất 3,7 tỷ năm, khoảng 750 triệu năm sau khi Trái đất được hình thành. Mặc dù chúng ta không biết chắc chắn những tế bào đầu tiên xuất hiện như thế nào, nhưng chúng ta biết khá chính xác cách chúng phát triển.

Tuy nhiên, một trong những lý thuyết được chấp nhận nhiều nhất về sự hình thành của các tế bào đầu tiên là: với điều kiện khí quyển của Trái đất sơ khai, sự phóng điện có thể khiến các phân tử hữu cơ hình thành một cách tự nhiên.

Điều này đã được chứng minh bằng các thí nghiệm của Stanley Miller vào những năm 1950, trong đó ông đã thành công trong việc tạo ra các phân tử hữu cơ từ hydro, metan và amoniac.

Sau đó, những phân tử hữu cơ phức tạp đầu tiên (còn gọi là đại phân tử) được hình thành. Tại một số thời điểm trong quá trình tiến hóa của các phân tử này, phân tử đầu tiên có khả năng tự tái tạo xuất hiện bằng cách sử dụng các vật liệu từ môi trường của nó. Sau đó, lần đầu tiên, một tế bào được sinh ra.

Ban đầu, những tế bào đầu tiên này có thể sinh sản tự do, do không có sự cạnh tranh về nhiên liệu mà chúng sử dụng. Tuy nhiên, vì số lượng của chúng tăng lên đáng kể (chính xác là do sự thiếu cạnh tranh này), các tế bào sớm phải trở nên tinh vi hơn để tiếp tục sinh sản. Do đó đã bắt đầu quá trình tiến hóa.

Các loại tế bào và sự phát triển của chúng

Trong nhiều năm, người ta tin rằng chỉ có hai loại tế bào tồn tại, tế bào nhân sơ (nghĩa đen là "không có nhân") và tế bào nhân thực phức tạp hơn và khởi phát muộn hơn. Tuy nhiên, trong hai thế kỷ qua, các loại tế bào khác đã được xác định là không phù hợp với đặc điểm của một trong hai loại còn lại.

Những tế bào này đã được biết đến từ những năm 90 với cái tên "archaea", nghĩa đen là "những tế bào cổ đại". Theo cách này, ngày nay một hệ thống phân loại gồm ba lĩnh vực được sử dụng: Archaea, Bacteria và Eucaria.

Tế bào cổ xưa

Archaea (còn được gọi là Archaea) là những tế bào không có nhân, rất giống với vi khuẩn nhưng có những đặc điểm nhất định đã khiến chúng được coi là những sinh vật độc lập.

Giống như tất cả các tế bào khác, chúng là những sinh vật cực nhỏ. Thành tế bào của chúng rất bền, cho phép chúng sống trong môi trường khắc nghiệt (ngay cả trên các tiểu hành tinh trong không gian, mà không có sự bảo vệ của bất kỳ loại khí quyển nào).

Chế độ ăn của họ cũng rất khác, vì họ tận dụng các hợp chất vô cơ như hydro, carbon dioxide hoặc lưu huỳnh thay vì oxy.

Tế bào nhân sơ (vi khuẩn)

Tế bào nhân sơ là loại tế bào đơn giản nhất trong ba loại. Chúng chỉ có một màng tế bào, bao quanh phần bên trong tế bào. Bên trong, chúng ta có thể tìm thấy vật liệu di truyền lơ lửng trong tế bào chất, cũng như một số ribosome (bào quan tạo ra năng lượng trong tế bào).

Tế bào nhân sơ, mặc dù có nhiều loại khác nhau, nhưng tất cả đều được xếp vào nhóm vi khuẩn. Để thích nghi với môi trường hiệu quả hơn, nhiều loài trong số chúng có các bổ sung khác, chẳng hạn như trùng roi để di chuyển tự do hoặc thành dính, vỏ nang, cho phép chúng bám dính vào các sinh vật khác.

Tế bào nhân thực

Tế bào nhân thực là loại tế bào phức tạp nhất và lớn nhất trong ba loại. Chúng khác với sinh vật nhân sơ và vi khuẩn cổ chủ yếu ở chỗ chúng có nhân, nơi chúng lưu trữ DNA. Ngoài ra, chúng có một số loại bào quan tế bào, cho phép chúng thực hiện các loại chức năng khác nhau.

Tế bào nhân thực là cơ sở của tất cả sự sống phức tạp tồn tại trên Trái đất. Bởi vì điều này, các nhà khoa học đã nghiên cứu nguồn gốc của nó trong nhiều thập kỷ, và đã phát triển cái gọi là Thuyết nội cộng sinh về sự phát triển của tế bào.

Thuyết nội cộng sinh về sự tiến hóa của tế bào

Tế bào nhân thực phát triển hơn nhiều so với vi khuẩn hoặc vi khuẩn. Chỉ vài thập kỷ trước, một lời giải thích thỏa đáng cho sự xuất hiện của nó đã được tìm thấy: lý thuyết nội cộng sinh.

Lý thuyết này dựa trên những điểm tương đồng mà ti thể và lục lạp của tế bào nhân thực có với vi khuẩn, cả về hình thức lẫn chức năng của chúng.

Do đó, các nhà khoa học bảo vệ nó đề xuất rằng tại một thời điểm nào đó trong quá trình tiến hóa, một tế bào lớn đã hấp thụ một loại vi khuẩn và bắt đầu sử dụng nó để chiết xuất năng lượng cần thiết để tồn tại và sinh sản.

Trong khi đó, vi khuẩn được hấp thụ có khả năng để lại con cái cao hơn, cũng như khả năng bảo mật cao hơn khi ở bên trong một tế bào lớn hơn. Do đó, một mối quan hệ cộng sinh đã xảy ra; do đó có tên là lý thuyết.

Sau hàng triệu năm tiến hóa, ti thể và lục lạp, vốn là những vi khuẩn độc lập trước đây, đã chuyên biệt hóa. Do đó, chúng không còn có thể tồn tại bên ngoài phòng giam.

Minh chứng cho lý thuyết nội cộng sinh

Trong ngôn ngữ hàng ngày, chúng ta sử dụng từ "lý thuyết" để mô tả một ý kiến ​​không dựa trên thực tế. Tuy nhiên, trong thế giới khoa học, lý thuyết là sự giải thích một hiện tượng được xác nhận bằng các thí nghiệm và quan sát.

Lý thuyết nội cộng sinh cũng không ngoại lệ. Một số manh mối khiến chúng ta nghĩ rằng đây là cách tế bào động thực vật hình thành. Một số bằng chứng sau đây:

• Ti thể và lục lạp có ADN riêng → Hai loại bào quan này là loại bào quan duy nhất có ADN nằm trong tế bào chất, được tách ra khỏi ADN chính của tế bào.
• Cả hai bào quan đều tự sinh sản → Vì chúng có ADN riêng nên lục lạp và ti thể có thể sao chép độc lập với tế bào và chỉ đạo sự phân chia của chúng.
• Chúng có màng tế bào → Không giống như các bào quan còn lại của tế bào, cả ti thể và lục lạp đều có màng tế bào kép ngăn cách chúng với phần còn lại. Loại màng này cũng có ở vi khuẩn.

Người giới thiệu

1. "Tế bào nhân sơ" trong: Học viện Khan. Được lấy vào ngày 17 tháng 1 năm 2018 từ Học viện Khan: es.khanacademy.org.
2. "Sự khác biệt giữa tế bào nhân thực và tế bào nhân sơ" ở: Sự khác biệt giữa. Được lấy vào ngày 17 tháng 1 năm 2018 từ Difference Between: difference-entre.com.
3. "Từ sinh vật nhân sơ đến sinh vật nhân chuẩn" trong: Tìm hiểu Tiến hóa. Được lấy vào ngày 17 tháng 1 năm 2018 từ Hiểu về sự tiến hóa: Evolution.berkeley.edu.
4. "Nguồn gốc và sự tiến hóa của tế bào" trong: NCBI. Được lấy vào ngày 17 tháng 1 năm 2018 từ NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
5. "The Evolution of the Cell" in: Learn Genetics. Được truy cập vào ngày 17 tháng 1 năm 2018 từ Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.