Митохондрии окружены дв
умя цитоплазматическими мембранами. Одна из них внутренняя Ц это мембр
ана самой митохондрии, а наружная Ц это мембрана той вакуоли, в которой м
итохондрия находится. Митохондрии осуществляют процесс окислительног
о фосфорилирования. Они не только поглощают и использует тот кислород, к
оторый находится вокруг нас, но за счет окисления ненужных клетке продук
тов обмена производят огромное количество энергоемкого соединения Ц
АТФ, которое используется на все метаболические нужды клетки: на движени
е, на сокращение и на различные биосинтетические процессы (включая синте
з белка).
Важно подчеркнуть, что митохондрии Ц автономны. Что значит автономны? Н
а самом деле, у них есть собственный наследственный материал. У них есть с
обственная ДНК, и эта ДНК хоть и небольшая, но устроена так же, как ДНК бакт
ерии. Это Ц кольцевая ДНК, такая же, как у бактерий, и в ней записаны собств
енные митохондриальные гены. У митохондрий есть и автономный аппарат дл
я биосинтеза белка Ц собственные рибосомы, причем, это рибосомы бактери
ального типа. И размножаются митохондрии путем деления, они не возникают
в клетке заново. Митохондрии Ц это как бы оксифильные (то есть любящие ки
слород) бактерии, поселившиеся внутри клетки, вся остальная цитоплазма к
оторой боится и не любит кислорода.
Вот почему и возникла идея о том, что митохондрии Ц это симбионты. Когда-
то давно древний эукариот питался какими-то оксифильными бактериями, а
потом вступил с ними в симбиоз. Он стал их не переваривать, а наоборот, кул
ьтивировать внутри цитоплазмы. И это дало возможность эукариотным орга
низмам выйти за пределы этих крошечных аэробных карманов, когда вся биос
фера стала кислородной. Установления этого симбиоза с митохондриями по
зволило эукариотным организмам жить в атмосфере, наполненной этим ужас
но агрессивным веществом Ц кислородом.
А.Г. Модульная сборка получилась.
В.М. Да, получился такой удивительный и очень важный симбиоз. И
на этом, конечно, симбиоз не закончился. Симбиотическое происхождение пр
едполагается для многих других органелл эукариотной клетки, например, д
ля жгутика. На картинке показано два этапа симбиоза: один раз Ц с митохон
дрией, а другой Ц с какой-то подвижной бактерией (похожей на спирохету), к
оторая стала прообразом жгутика. Удивительно, но ведь жгутики и реснички
всех эукариотных организмов совершенно одинаковы. Если вы возьмете инф
узорию-туфельку, какую-нибудь трихомонаду, ресничного червя, сперматоз
оид папоротников (у папоротников есть сперматозоиды!) и эпителий трахеи
человека, то обнаружите совершенно идентичное строение. И, возможно, это
строение унаследовано тоже от какого-то симбионта Ц древней подвижной
спирохетоподобной бактерии.
Происхождение эукариотной клетки Ц событие, произошедшее около 2 млрд.
лет назад. Именно в породах этого времени мы находим остатки крупных сфе
рических клеток 50-60 микрон в диаметре Ц так называемые акритархи. Таких б
ольших по объему клеток среди прокариот не бывает. Вот почему, скорее все
го, рубеж кислородной революции Ц 2 млрд. лет назад Ц это одновременно и
время появления эукариот. Кроме того, в породах того времени обнаружены
остатки особых химических веществ Ц стеролов, которые образуются толь
ко в ядрах эукариотных организмов.
Но и на этом симбиоз не закончился. За счет симбиоза возникли различные г
руппы эукариотных растений. Так, красные водоросли возникли за счет симб
иоза каких-то хищных гетеротрофных организмов с цианобактериями. Это сл
едует из того, что пигменты хлоропластов (так называют органеллы, занима
ющиеся фотосинтезом) красных водорослей совершенно такие же, как пигмен
ты цианобактерий. В хлоропластах есть собственная кольцевая ДНК (как у б
актерий), собственные рибосомы, они автономны и размножаются путем делен
ия. Иначе говоря, цианобактерии вступили в симбиоз с хищным простейшим и
стали его хлоропластами.
А вот зеленые водоросли возникли за счет другого симбиоза. Хлоропласты з
еленых водорослей Ц совсем другие. Они содержат совершенно разные пигм
енты. У зеленых водорослей Ц это хлорофиллы А и Б ( а у красных Ц это хлоро
филл А и особые пигменты Ц фикобилины). Это означает, что какая-то другая,
не сине-зеленая, а зеленая бактерия вступила в симбиоз с хищным эукариот
ным простейшим. Кстати, бактерии с хлорофиллами А и Б относительно недав
но были найдены. Это знаменитый прохлорон и прохлоротрикс и еще нескольк
о не часто встречающихся зеленых фотосинтезирующих бактерий. Кстати, то
т же набор пигментов и высших зеленых растений Ц папоротников, хвойных,
цветковых. Они все связаны родственными связями с зелеными водорослями.

Еще более интересную картину многоярусного симбиоза демонстрируют бур
ые водоросли, криптомонады, диатомовые и другие формы с золотистыми хлор
опластами. У них хлоропласты выглядят не как бактерии, а как эукариотные
организмы. В их хлоропластах есть особая органелла Ц нуклеоморф. Она по
хожа на маленькое эукариотное ядро. Это означает, что здесь произошел дв
укратный симбиоз: сначала какой-то хищный эукариот съел фотосинтезирую
щую бактерию (правда, с хлорофиллами А и С, потому что это хлоропласты золо
тистого цвета), а потом его самого съели. Сначала хищный эукариот вступил
в симбиоз с какой-то фотосинтезирующей бактерией, а потом его приобрело
в качестве симбионта другое какое-то простейшее. Так что хлоропласты кр
иптомонад, бурых и диатомовых водорослей представляют собой потомки не
бактерий, а каких-то уже эукариотных организмов.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70