Kroneneukaryoten – Wikipedia

Es sind zwei verschiedene Kronengruppen (in Rot) dargestellt, die durch einen Vorfahren (schwarzer Kreis) verbunden sind. Die beiden Gruppen bilden eine größere Kronengruppe (Flieder).

Unter Berücksichtigung der Definition einer Kronengruppe, Kronen-Eukaryoten könnte als die Aggrupation aller Abstammungslinien angesehen werden, von denen abstammen LECA (Letzter eukarytotischer gemeinsamer Vorfahr). Dies umfasst ein riesiges Ensemble von Taxa, die scheinbar gleichzeitig auseinander gingen und der überwiegenden Mehrheit des eukaryotischen Lebens, der Pflanzen, Pilze, Tiere und der Vielfalt der protistischen Abstammungslinien entsprechen. Ribosomalen RNA-Daten zufolge wäre die Strahlung von Eukaryoten aus LECA aus einer Reihe von Basallinien hervorgegangen, die sich in diesem frühen Stadium sukzessive verzweigten.[1] Das Kennzeichen dieser Organismen, die Kronen-Eukaryoten betreffen, ist eine höhere Komplexität ihrer genetischen und zellulären Maschinerie im Vergleich zu Prokaryoten, die durch ihre zelluläre Kompartimentierung ermöglicht wird. Diese Komplexität wird von anderen zusätzlichen zellmorphologischen Merkmalen begleitet: Endo / Exozytose, sexuelle Reproduktion, Mehrzelligkeit und vertikale Vererbung (im Gegensatz zum bei Prokaryoten üblichen horizontalen Gentransfer), die zur gegenwärtigen morphologischen, verhaltensbezogenen und makroökologischen Komplexität von geführt haben Eukaryoten[2]

Wenn man es als Kronengruppe betrachtet, können die verschiedenen Abstammungslinien eukaryotischer Organismen bis zu einem jüngsten gemeinsamen Vorfahren, hier LECA, zurückverfolgt werden. Die Bestimmung, wann und wie die ersten Eukaryoten der Kronengruppe entstanden sind, bleibt jedoch eine der Hauptfragen der Evolutionsbiologie. LECA scheint zwischen Excavata und Neozoa zu liegen. Der Ursprung der Eukaryoten kann jedoch auf Stadien vor der Bildung von LECA zurückgeführt werden. Der aktuelle wissenschaftliche Konsens stimmt darin überein, dass eukaryotische Organismen aus den Archaeen stammen, insbesondere aus Kladen in der Nähe der TACK-Archaeen (Thaumarchaeota, Aigarchaeota, Crenarchaeota und Korarchaeota).[3] Wenn Eukarya von Archaea abstammt, wird diese letzte Gruppe paraphyletisch und bietet die mögliche Identifizierung von FECA (Erster eukaryotischer gemeinsamer Vorfahr), dh der älteste Verzweigungspunkt, an dem sich die Eukaryotenlinie und ihre nächsten erhaltenen Verwandten trennten. Daher würde der Evolutionsprozess, der zur Entstehung der Eukaryoten der Kronengruppe (Eukaryogenese) führte, im Übergang von FECA zu LECA über den Erwerb der eukaryotischen Merkmale bestehen.

Wenn Sie sich mit diesem Prozess befassen, Stamm eukaryotische Gruppen muss von richtig unterschieden werden Krone eukaryotische Gruppen. Eukaryontische Stammgruppen wären während des langen Prozesses des Erwerbs der eukaryotischen Merkmale aufgetreten, aber ausgestorben. Die Problematik ergibt sich dann für die Identifizierung der ersten angesichts des taphonomischen Verlustes und der Ungenauigkeit molekularer Uhren[4] hat zu einer großen phylogenetischen Lücke geführt, die die Zwischenzustände umfasst, die den Stamm-Eukaryoten entsprechen würden.

Ungeachtet dessen können Ideen bezüglich der Bildung eukaryotischer Organismen postuliert werden, die auf den Merkmalen basieren, die in Archaeal- und α-Proteobakterien gefunden werden, die Eukaryoten gemeinsam sind.[3] Dies besteht hauptsächlich aus Homologen eukaryotischer molekularer Merkmale, insbesondere solchen, die mit dem Zytoskelett, Zytokinen und Membranumbausystemen zusammenhängen.[5] In der Tat sind diese Merkmale in der TACK Archaea häufiger anzutreffen. Dies deutet darauf hin, dass der Erwerb von Mitochondrien nicht das einsetzende Ereignis war, sondern dass zuvor ein wichtiger Erwerb von rudimentären eukaryotischen Merkmalen in den frühen eukaryotischen Stammgruppen stattgefunden hatte.[6][7] Der Verlust der Zellwand und die Bildung von mit Membranen ausgekleideten Kompartimenten sind die Dinge, die wir in den eukaryotischen Stammgruppen erwarten können. Ebenso darf die mitochondriale Akquisition nicht als das Ende des Prozesses angesehen werden, da nach oder während des endosymbiotischen Austauschs noch neue komplexe Genfamilien entwickelt werden mussten. Auf diese Weise können wir uns von FECA bis LECA Organismen vorstellen, die als Protoeukaryoten betrachtet werden können. Am Ende des Prozesses war LECA bereits ein komplexer Organismus mit Proteinfamilien, die an der Zellkompartimentierung beteiligt waren.[6]

Die Aufklärung dieses Problems aus paläontologischen Aufzeichnungen wird aufgrund des taphonomischen Verlusts von Biomarkern und der geringen Wahrscheinlichkeit, dass Zellen ohne Wände oder andere Abdeckungen versteinern, behindert. Diese taphonomische Barriere verwischt unsere Sicht auf den FECA-LECA-Übergang. Die Erkennung früher Eukaryoten beruht auf allgemeinen eukaryotischen Merkmalen: größere Größe, morphologische Komplexität und Mehrzelligkeit.[2] In diesem Sinne sind die häufigsten Fossilien, die eindeutig Eukaryoten zugeordnet sind, akanthomorphe Akritarchen, verzierte kohlenstoffhaltige Vesikel ohne taxonomische Zugehörigkeit. Die ältesten dieser Fossilien, die Eukaryoten zugeordnet werden können, stammen aus dem späten Paläoproterozoikum der Akritarchen Tappania und Shuiyousphaeridium.[2] Funde anderer Fossilien mit struktureller Komplexität, wenn auch nicht taxonomisch aufgelöst, bestätigen die Tatsache des eukaryotischen Lebens vor Ediacaran. Der älteste eindeutige Kronen-Eukaryot stammt aus dem späten Mesoproterozoikum und ist der Bangiomorpha, die als Rotalge erkannt werden kann.

Auf diese Weise finden wir am Ursprung der Kronen-Eukaryoten eine Situation, in der selbst wenn wir frühe eukaryotische Formen identifizieren können, die meisten keiner Linie zugeordnet werden können, was auch die Post-LECA-Stadien des Ursprungs der Kronen-Eukaryoten ungelöst lässt .

Bemerkenswerterweise schlagen einige Autoren vor, dass die Ansicht von Eukaryoten als Kronengruppe überholt ist, und schlagen stattdessen vor, dass sich Pilze, Pflanzen und Tiere unabhängig von verschiedenen einzelligen Vorfahren entwickelt haben.[8]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ Van de Peer Y, Baldaufrid SL, Doolittle WF, Meyerid A (Dezember 2000). „Eine aktualisierte und umfassende rRNA-Phylogenie von (Kronen-) Eukaryoten basierend auf geschwindigkeitskalibrierten evolutionären Entfernungen“. J Mol Evol. 51 (6): 565–76. Bibcode:2000JMolE..51..565V. doi:10.1007 / s002390010120. PMID 11116330. S2CID 9400485.
  2. ^ ein b c Butterfield NJ (2015). „Frühe Entwicklung der Eukaryota“. Paläontologie. 58 (1): 5–17. doi:10.1111 / pala.12139.
  3. ^ ein b Dacks JB, Field MC, Buick R., Eme L., Gribaldo S., Roger AJ, Brochier-Armanet C., Devos DP (2016). „Die sich ändernde Sichtweise der Eukaryogenese – Fossilien, Zellen, Abstammungslinien und wie sie alle zusammenkommen“. J Cell Sci. 129 (20): 3695–703. doi:10.1242 / jcs.178566. PMID 27672020.
  4. ^ Eme L, Sharpe SC, Brown MW, Roger AJ (2014). „Über das Zeitalter der Eukaryoten: Bewertung von Fossilien und molekularen Uhren“. Cold Spring Harb Perspect Biol. 6 (8): a016139. doi:10.1101 / cshperspect.a016139. PMC 4107988. PMID 25085908.
  5. ^ Makarova KS, Yutin N., Bell SD, Koonin EV (Oktober 2010). „Evolution verschiedener Zellteilungs- und Vesikelbildungssysteme in Archaea“. Nat Rev Microbiol. 8 (10): 731–741. doi:10.1038 / nrmicro2406. PMC 3293450. PMID 20818414.
  6. ^ ein b Koonin EV (März 2005). „Der unglaublich wachsende Vorfahr der Eukaryoten“. Zelle. 140 (5): 606–608. doi:10.1016 / j.cell.2010.02.022. PMC 3293451. PMID 20211127.
  7. ^ Martijn J, Ettema TJG (Februar 2013). „Vom Archäon zum Eukaryoten: das evolutionäre dunkle Zeitalter der eukaryotischen Zelle“. Biochem Soc Trans. 41 (1): 451–7. doi:10.1042 / BST20120292. PMID 23356327.
  8. ^ Embley TM, Martin W. (März 2006). „Eukaryotische Evolution, Veränderungen und Herausforderungen“. Natur. 440 (7084): 623–630. Bibcode:2006Natur.440..623E. doi:10.1038 / nature04546. PMID 16572163. S2CID 4396543.

Externe Links[edit]