Видео

[музыка] Здравствуйте Сегодня у нас очередная передача в цикле место жизни во вселенной и с нами сегодня опять Евгений Кунин в прошлый раз мы с ним беседовали о самом самом начале жизни

зарождении первого репликатор Сегодня мы прыгаем далеко вперёд и говорим уже о гораздо более продвинутом шае эволюции уже возникновение развитой жизни а именно возникновение эукариот нового типа живой

клетки Вот это кажется в общем многим довольно таким сложным и маловероятным шагом Ну вот Давайте попробуем разобраться наверное вот Евгений Вам слово да Как вам это всё представляется это прошло и Нако это было вероятно так скажем Нако преде

это вод начала несколько слов просто действительно о том что это новый тип клетки по сравнению с прокариотами то есть с бактериями и архея клетки эукариот намного сложнее и большинство

из них и просто намного физически больше Бони она раз вся больше чем прокариотическая это накладывает много всяких так сказать ограничений

требований то есть эукариотические клетки они устроены внутри сложно они содержат сложные системы мембран и цитоскелет они так сказать очень

и вс там происходит так Ска ну почти всё происходит существенно более упорядочено чем в прокариотической клетке Да ну нужно наверное сказать для слушателей которые может быть не так уж немедленно в теме что Что означает вообще эукариоты

значит если мы переведём это слово с греческого значит истинный настоящий карион ядро то есть клетки которые имеют настоящее ядро так они были названы в отличие от прокат который так сказать

Ну опять-таки переводя с греческого имеют некоторое так сказать примитивное подобие ядра а то есть ядро в котором заключены хромосомы и так сказать геном и происходит его транскрипция с образованием РНК которая

потом частично уже выходит в цитоплазму В общем это так сказать такой скачок я бы сказал в сложности от прокариотических клеток это одна вещь которую нужно про них знать вторая вещь

совершенно фундаментальная которую нужно знать что эукариотические клетки - это это в сущности не одна клетка а это так сказать система хозяина и симбионта эндо симбионта который присутствует

Практически во всех эукариот за исключением тех которые его уже потом вторично потеряли сравнительно немного и называется митохондрия може

происходит от бактерий от практического совершенно конкретной группы бактерий называемой альфапро Бактерии это не так сказать какая-то гипотеза даже не теория - это простой так сказать биологический факт

митохондрия имеют геном как мы тоже все знаем маленький но совершенно необходимый для их функционирования и исследование так сказать эволюционных взаимоотношений этого генома филогения а совершенно с полной ясностью показывает

что эти органеллы как их мы их называем произошли от Альфа проте бактерий и в уже в ядерном геноме эукариот имеется большое количество генов которые от этих бактерий происходят

перенесены в ядерный геном Но их продукты функционируют в митохондриях Вот такая такую вещь совершенно обязательно нужно знать об эукариота И уж тем более если вы собираетесь думать рассуждать об их происхождении Ну

заметим ещё такую вещь что у некоторых эукариот Например у водос растений имеются дополнительные симбионты ещё другие бактерии так называе цианобактерии или сине-зелёные бодро сли как раньше говорили по-русски которые

дали начало хлоропластам и другим пластидам То есть тут уже так сказать ещё следующий уровень сложности когда эукариотическая клетка является так сказать продуктом Ну симбиоза слияние

в некотором смысле трёх разных организмов и есть у других у некоторых других эукариот ещё более сложные симбиотические системы в общем эндосимбиоз - это наше всё так сказать если мы говорим об

эукариота так сейчас вопрос Да вопрос Евгений А хозяин-то кто вот ну ну так ведь не всё сразу дойдём до этого вопроса Давайте сразу скажу чтобы поднять так сказать

увеличить интригу не знаю Кто хозяин Ну потому что не потому что я такой не потому что никто не знает но парт кто вносил это дело ВК чтобы туда

прийти нужно поговорить об архея археи - это второй домен прокариот второй первичный домен жизни как она так сказать разошлась от последнего общего предка

от люти как мы говорим и Хотя так сказать по там по морфологии Если вы будете смотреть в так сказать в хороший даже очень микроскоп археи может быть мало отличаются от бактерий как бы все чёрненькие все прыгают но м на самом деле

отличия исключительно велики и так сказать в организации клеток и особенно Так сказать на эволюционном уровне они так сказать разошлись исключительно давно в самом начале жизни от бактерий с другой стороны имеется

Так сказать очень важный большой набор генов которые у эукариот происходит от архей грубо говоря вся наша система передачи информации которая Ну как Мы все знаем даже скажем так хранение и передача

информации в наших клетках которой достаточно слож достаточно сложным образом она

реплицируемый ВС это требует сотен небольших сотен РНК

разных молекул и так сказать сотен белков которые посвящены так сказать функционированию в этих процессах передаче информации и вот почти почти все

компоненты вот этой системы хранения и передачи информации в клетке у происходит от архей это тоже никакая так сказа гипотеза не спекуляция и даже не теория

это простой факт который так сказать наблюдается на так сказа тысячах сравнений молекулярных последовательностей нуклеиновых кислот и белков структур рибосом например и не подлежит ни малейшему сомнению

что подлежит сомнению Да пожалуй сейчас я я немножко вернусь опять к бактери и вот подчеркну эту вещь что на эволюционном так сказать филогенетическое собой химеры гибриды если

угодно часть наших генов примерно чет чётко происходит то архей больше более значительная часть дедов происходит от бактерий это прослеживается

тоже И мы сейчас чуть позже обсудим собственно От каких бактерии мы уже упомянули Альфа прото бактерии от которых произошли митохондрий вклад но всё ещё сложнее вот ну и часть генов непонятно откуда про ихо

это даже может быть неважно не столь важно среди тех генов про которые мы понимаем откуда они происходят это где-то может быть 2Т наших генов эукариотических грубо говоря отношение один к двум архей и так сказать бактериальных

генов это очень важные обстоятельства Потому что когда так сказать учебниках в книжках Да и в статьях во многих показывают генетические деревья так сказать распространено

суждение что мы эукариоты происходи от архе первое дерево филогенетическое которое было так сказать посте в таком виде из доменов с потом в эту

сторону отходит некий ствол общий и в какой-то точке от этого ствола отходят эукариоты и археи так было построено это дерево где-то впервые около Нет не не 50 лет назад а где-то

45 лет назад великим так сказать пионером в этой области Карлом возом но так сказать это было выдающееся достижение Вот это трёх доменное Дерево жизни в котором эукариоты м группируются с

архея но м дальнейшее разбитие показало что это в общем Ну неверно и так сказать Ну скажем так не то чтобы совсем неверно но исключительно однобоко отражает историю жизни а если на неё смотреть глубже то появляется два та

сказать принципиальных аспек по которым это дерево представляет собой недопустимое упрощение первый Аспект Я уже упомянул нравится нам это нет но большинство наших генов происходит не от архей а от бактерий другое дело что эти

Гены которые упом так сказать их в Т не переда Информации а так сказать непосредственно ежедневно функционирование метаболизм обмен веществ структура

мембран транспорт всего на свете выбрасывание ненужного В общем все такие так сказать [музыка] операционализация принципиальная веь

что эукариоты происходят как от частично от архе частично от бактерий это одно так с принципиальное обстоятельство второе принципиальное обстоятельство следующее От каких архей в

классическом дереве кала которые и тепер так сказать нередко показывают особенно в сравнительно популярной литературе архе и эрио это так сказать сёстры они отходят от общего предка но дальнейшие исследования

показали что это неправильно по отношению к компонентам нашей системы хранения и передачи информации на самом деле эукариотическая ветка сидит глубоко внутри архей

первые указания того что сидят вну были слабы они были сначала основаны на морфологии м под электронным микроскопом потом на последовательностях МХ РН и всяких консервативных генов и

в общем был так с сигнал показывало этот был слабым Однако как это биологии особенно часто бывает так сказать

теоретические дебаты были закрыты новыми вполне эмпирическими открытиями это произошло уже так сказать сос в наше время относительно недавно в 2015 году были открыты так называемые азгард

археи особый тип архей Ну тип Я в данном случае говорю так сказать в Техническом смысле как так сказать таксо особый Так сказать Тип архей

который без всякого дебата уже теперь являются ближайшими родственниками эукариоты даже так сказать немножко сложнее даже ещё более драматично эукариоты сидят так сказать внутри вот этой ветки в архей

фонетическом дереве которая представляет собой вот этот азгард ближайшие родственники архей родственники эукариот определены достаточно Точно это так называемый некая глубокая так сказать ветка

так что мы не просто наша информационная система не просто происходит от архея происходит так сказать у уже совершенно конкретные ветки архей на довольно продвинутой стадии их так сказать дифференциации я сделаю наверное небольшое отступление

объясню что такое Гард значит асгард - это для тех кто этого может не знать это слово из нордической скандинавской мифологии Ну это в общем так сказать их эквивалент Олимпа то место только оно конечно холодное поскольку это скандинавская

мифология Где живут боги и значит бо боги там разные Но вот один из этих Богов это значит хайм даль по-моему он так сказать как бы гермет Меркурий эквивалент в скандинав

мифологии и это наши ближайшие родственники такое наше происхождение это всё повелось от того что впервые представители этой этого типа архей Были обнаружены в на морском дне в осадочных

слоях в или грубо говоря вблизи таких горячих источников которые называются Касл крепость Локи а Локи - это значит такой наиболее отвратительный из скандинавских богов и потом вот

так сказать остроумно было заведено называть именно представителей этого типа архей по именам различных скандинавских богов там есть и Тор и один и чего только нет вот так значит теперь надо про них сказать немножко

про эти самые агар Что означает что они наши ближайшие родствен это означает две вещ которые Следует упомянуть отдельно одна это то что они с нами группируются я

когда говорю с нами е с консервативных генов асом МХ белков и так далее но с другой стороны так сказать даже в некотором смысле ещ более важно

и интересно у них больше чем у других архей имеется Так сказать генов кодирующих белки которые очень важны для функционирования эрикой Летки ВНО составляют этический

цитоскелет и разные компоненты внутриклеточных мембран там у нас внутриклеточные мембраны претерпевают всякие хитрые так сказать перестройки и в этом участвуют разные белковые комплексы выполняя сложную работу

и вот долгие годы считал что это так сказать инновация в эукариота но может быть там они произошли от чего-то что было в прокариотах очень страшно изменились исследование агар показывает не совсем так у них есть предшественники

непосредственно прослеживаемые Ну особенно теперь конечно помогают в этом новые методы моделирования белковой структуры которые помогают прослеживать это лучше

белков и белковых комплексов которые считались эукариотическими инновациями годами Вот такая история Значит так теперь выглядит наше архей происхождение теперь повернёмся к бактериальном происхождению

значит бактериальное происхождение что все бактериальные Гены пришли от митохондрий от альфапро Бактерии это было бы просто но это не так Когда

исследуются филогенетические деревья гено бактериального происхождения у становится ясно что они происходят от самых разных бактерий таким образом что-то очень непростое происходи во с происхождения эрио рассматривать

так сказать как точку как момент что не совсем правильно в истории Но Пускай происхождение так сказать до этого И после этого происходило всяческое так сказать смешение генов и соответственно их продуктов в общем совершенно

нетривиальные процесс так тепер мы уже вс-таки обратимся всё более непосредственно к тому как могли произойти м эукариоты А и скажем сразу

что здесь нет М полной ясности Вот здесь мы так сказать оперируем гипотезами сценариями спекуляция всем вот этим сейчас я постараюсь объяснить м как это всё может выглядеть и с чем это связано секундочку можно да

да Значит я просто попытаюсь повторить то что я понял А вы меня поправите Если не так значит из анализа того что мы видим в риота видно что туда вложили свой вклад совершенно разные организмы значит вот эта вот Большая общая оболочка со скелетом - это архея конкретного типа

значит аппарат репродукции генетической тоже архей но неизвестно какого типа как я понял и м большинство белков которые участвуют в метаболизме клетки - Это от бактерий вот правильно я усвоил если нет

поправьте на очень общем уровне правильно в деталях есть неточности в важных деталях есть неточности а ну в частности совершенно отлично известно от какого типа архей произошли произошёл весь аппарат репликации транскрипции и трансляции известно

именно то есть это может ещё уточняться но уже картирование что касается того что оболочка происходит Это не совсем верно

значит это не совсем верно как мы сейчас будем говорить оболочка то как раз бактериальная цитоскелет внутри то что так сказать поддерживает эту клетку Потому что слишком большая е нужно поддерживать ей нужен цитоскелет

вот этот цитоскелет в значительной степени происходит от архей те же тех же самых в данном случае с архим происхождением всё более или менее чисто более или менее ясно с бактериальным происхождением всё намного сложнее вотт тепер

мы вс-таки обратимся уже более непосредственно к тому как могли происходить могла произойти этическая клетка прежде всего Значит эндосимбиоз значит то что митохондрии происходит в результате эндо

симбиоза сомнений абсолютно никаких нет есть серные сомнения отте то [аплодисменты] есть дол долгое не очень долгое потому что всё это относительно недавнее но в общем

годами считалось так сказать как-то рассматривал такой неско примитивный не с сценарий когда был так сй эго никаких митохондрий но в остальном это была в

общем эукариотическая клетка и она в какой-то момент проглотила так сказать поглотила Альфа прото бактерию И от этого произошли все более сложные эукариоты так сказать

было такое слово архио так сказать родственники археи которые вот дали начало таким хольм эукариотам до эндо симбио и были всякие кандидаты среди простейших среди одноклеточных эукариот на

роль Вот таких архио Однако когда люди начинали более внимательно изучать эти самые кандидаты оказывалось что дела Плохо в том смысле что у них может быть нет видимых Хон у них есть какие-то остатки у них есть Гены

которые происходят от Альфа проте бактерии и в общем все это представляет собой вторичные потери митохондрия АМБ которые живут в анаэробных условиях В общем этого немало и всё это

вторичные потери митохондрий никаких сколько-нибудь серьёзных кандидатов на первично анриа у каты нету соответственно а м так сказать подняли голову другие гипотезы которые м ещё раз повторяю здесь мы переходим на более

зыбку почву когда мы говорим о происхождение разных генов мы находимся на твёрдой земле здесь мы переходим на несколько Болотную почву м но тем не менее значит подняли голову так сказать такие гипотезы

где эндосимбиоз это собственно и есть происхождение эукариот никаких эукариот до эндосимбиоз не было попросту говоря это такое э идея была

предложена годов Но она воспринималась как тическая считалась что должны существовать первичные альные это фантазии выясняется что абсолютно нет

так сказать никаких следов существования эукариот до эндосимбиоз не таким образом значит Ну нету это означает нету В общем скорее всего сси и положи начало вот этому фундамента преобразованию усложнению

клеток которое и привело к возникновению эукариота Значит так значит всё началось с того что кто-то кого-то Заглотила кто кого и тут возникают большие проблемы для того

чтобы понять так сказать характера и уровень этих проблем А мы должны обратиться к мембрана бактерий эукариот и архей значит ну на всякий случай мы понимаем что все клетки ограничены полупроницаемую

[музыка] и с друго с другой

стороны они являются полу проницаемые они поддерживают градиенты всяких так сказать малых молекул а также ионов и этим обеспечивают клетку энергии жизни без мембран нет никакой никогда нигде не было и не

будет мембраны устроены очень существенно поно у архе и с другой Роны у эукариоты бактерий там разные липиды химически химически и так сказать физически разные Липиды в том смысле что они имеют разную хиральность

[музыка] ухе с правые эукариот и бактерии левые и так сказать хими нам нет необходимости лезть в эту химию конкретно но химически они устроены существенно

по-разному у архей с одной стороны и у бактерий и эукариот с другой стороны ну и соответственно энзимы ферменты которые занимаются биосинтез этих фосфолипидов тоже совершенно разные

это вот такая принципиальная веь которая может не быть так сказать за исключением специалистов широко известной что все мембраны без всякого исключения Как так сказать плазматическая мембрана клеток так и внутриклеточные мембраны включая ядерную все эти мембраны у эукариот - это бактериальные

мембраны значит это такая достаточно фундаментальная вещь значит люди Это изучают проводятся опыты со смешанными мембранами результаты довольно неоднозначные В общем бактерии которые добавляют архей

и липиды но они не очень счастливы и там в каком-то в каких-то масштабах они могут жить но счастья нет В общем это не совсем Ясно Насколько это всё совместимо и значит что нужно простейшее объяснение Какое значит поскольку мы имеем митохондриальные

эндосимбиоз замы заключается в том хозя и он проглотил Альфа бактерию которая дала начало

хонд это так сказа Выглядит вполне убедительно многие с что это выт убедительно Однако это если не приглядываться внима ша проблема

несовместимости мембран значит каким-то образом все архее мембраны должны были так скать замести на мембраны бактериальные как это как такой процесс происходил Ну в общем

Евгений Кунин. Возникновение эукариот - новый взгляд. 11