Дарвиновский порог - Darwinian threshold

Дарвиновский порог или Дарвиновский переход это термин, введенный Карл Вёзе описать переходный период во время эволюция из первых клетки когда генетическая передача переходит из преимущественно горизонтального режима в вертикальный.[1][2] Процесс начинается, когда предки из Последний универсальный общий предок (LUCA) становятся невосприимчивыми к горизонтальный (или латеральный) перенос генов (HGT) и стать физическими лицами с вертикальной наследственность на которой естественный отбор эффективен. После этого перехода жизнь характеризуется генеалогии которые имеют современную древовидную филогению.[3]

Дарвиновский порог: переходный период во время эволюции первых клеток, когда генетическая передача переходит от преимущественно горизонтального режима к вертикальному.

Перед дарвиновским порогом

Последний универсальный общий предок часто считается и без того сложным организмом с ДНК -на основании геном, сложный информационный поток и эффективный метаболизм, но некоторые авторы, например Карл Вёзе, вместо этого полагают, что LUCA не была отдельной единицей, а скорее разнообразным сообществом клеток, которые выжили и развились как биологическая единица.[1]

Карл Вёзе указал, что, скорее всего, существовали высокие частота мутаций и небольшие геномы. Также присутствовали маленькие белки а крупнее неточно переведенные «статистические белки». Субъекты, в которых перевод еще не достигли точки, в которой могли возникнуть белки современного типа, были названы «прогеноты, »И эпоха, в течение которой они были наиболее развитыми формами жизни,« эра прогенотов ».[1]

Эти организмы или биологические объекты, эти предшественники (или рибоциты) имели РНК как информационный молекула вместо ДНК.[4] РНК способна к обоим катализ и репликация и мог быть центральным в истоках наследственности и самой жизни.[5] Было высказано предположение, что начальные молекулярные события были выполнены переносить РНК (тРНК). Предполагается, что структурированные тРНК могли обеспечить аминокислоты во время процесса, называемого самотрансляцией одной удлиненной цепи тРНК.[4]

Компартментализация с мембраны еще не был завершен, и перевод белков не был точным. Не у каждого прогенота был свой метаболизм; разные метаболические стадии присутствовали у разных предшественников. Поэтому предполагается, что существовало сообщество подсистем, которые начали коллективно сотрудничать и завершились LUCA.[4]

После дарвиновского порога

Большинство ученых ставят LUCA в основу Древо жизни. От этого корня отходят два Прокариотический Домены: the Бактерии и Археи. Сразу после этого первого раскола одна из ветвей, идущих к архее, снова разделяется и дает начало третьей ветви, которая является ветвью Эукариоты так что теперь есть три Сферы жизни.[6] Карл Вёзе считал, что даже в эпоху возникновения LUCA корень и первые ветви были очень размытыми, поскольку клетки еще не были четко определены, а ГПГ по-прежнему оставался очень важным.[1] Некоторые авторы утверждают, что LUCA была мезофильный эукариот.[7] Согласно этим авторам, домены, которые произошли от LUCA в процессе редуктивной эволюции или «оптимизации», были прокариотами; мезофильный и теплолюбивый Бактерии и теплолюбивые археи. Поэтому от термина «прокариот» следует отказаться, поскольку он предполагает, что «прокариоты» предшествовали «эукариотам» в их эволюции от LUCA к усложнению.[7][6]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d Вёзе, К. (1998-06-09). «Вселенский предок». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 95 (12): 6854–6859. Bibcode:1998PNAS ... 95,6854 Вт. Дои:10.1073 / пнас.95.12.6854. ISSN  0027-8424. ЧВК  22660. PMID  9618502.
  2. ^ Вёзе, Карл Р. (25.06.2002). «Об эволюции клеток». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 99 (13): 8742–8747. Bibcode:2002PNAS ... 99,8742 Вт. Дои:10.1073 / pnas.132266999. ISSN  0027-8424. ЧВК  124369. PMID  12077305.
  3. ^ Арнольдт, Хинрих; Strogatz, Стивен Х .; Тимме, Марк (13 ноября 2015 г.). «К дарвиновскому переходу: переключение между распределенным и специфическим состояниями в простой модели ранней жизни». Физический обзор E. 92 (5): 052909. arXiv:1501.05073. Bibcode:2015PhRvE..92e2909A. Дои:10.1103 / PhysRevE.92.052909. PMID  26651764.
  4. ^ а б c Хосе, Марко В .; Рего, Таис Гауденсио; Фариас, Савио Торрес де (2015-12-03). «Предложение протеома перед последним универсальным общим предком (LUCA)». Международный журнал астробиологии. 15 (1): 27–31. Дои:10.1017 / S1473550415000464. ISSN  1473-5504.
  5. ^ Уэст, Тимоти; Соджо, Виктор; Помянковский, Андрей; Лейн, Ник (2017-12-05). «Происхождение наследственности в протоклетках». Философские труды Королевского общества B: биологические науки. 372 (1735): 20160419. Дои:10.1098 / rstb.2016.0419. ISSN  0962-8436. ЧВК  5665807. PMID  29061892.
  6. ^ а б Патрик, Фортер (2007). Микробы de l'enfer. Париж: Белин - для науки. ISBN  9782701144252. OCLC  228784853.
  7. ^ а б Глансдорф, Николас; Сюй, Инь; Лабедан, Бернард (2008-07-09). «Последний всеобщий общий предок: возникновение, конституция и генетическое наследие неуловимого предшественника». Биология Директ. 3 (1): 29. Дои:10.1186/1745-6150-3-29. ISSN  1745-6150. ЧВК  2478661. PMID  18613974.