تطور الخلايا حقيقية النواة

إذا نظرنا إلى عالم أسماك البهلوان الحية في المحيط ووجدنا وجود علاقة تكافلية معروفة بينهما، فإن الأسماك تعيش محمية في وسط شقائق النعمان، بينما تتغذى شقائق النعمان على المادة المخاطية التي تفرزها. ولكن هناك علاقة تكافلية صغيرة أكثر تواجدا في الطبيعة بين كائنين أحاديي الخلايا، وهذه العلاقة أدت إلى تطور حقائق النوع .

انواع الخلايا

تُنقسم الخلايا إلى فئتين رئيسيتين، حيث يتم تعريفهما أساسًا بوجود النواة أو عدم وجودها، حيث تفتقر الخلايا البدائية ذات النواة المفقودة (البكتيريا) إلى النواة. أما الخلايا الحقيقية ذات النواة الحاضرة، فتحتوي على نواة تقوم بفصل المادة الوراثية عن السيتوبلازم.

تكون الخلايا ذات النواة البدائية أصغر وأبسط من الخلايا الحقيقية ذات النواة. إضافة إلى عدم وجود نواة، فإنها أقل تعقيدا ولا تحتوي على هياكل خلوية أو أعضاء خلوية. وعلى الرغم من هذه الاختلافات، إلا أن الآليات الجزيئية الأساسية هي نفسها في دورة حياة الخلايا ذات النواة البدائية والحقيقية، مما يشير إلى أن جميع خلايا اليوم تنحدر من نوع بدائي واحد من الخلايا .

كيف تطورت الخلايا من بدائيات النوى إلى حقيقيات النوى

هناك نوعان من الكائنات الحية على الأرض – البدائيات ذات النواة والحقيقيات ذات النواة .

تَطَوَّرَت الكائنات الحية إلى ثلاث مجموعات كبيرة من الكائنات الحية وثيقة الصلة، تُسمَّى الميكروبات، البكتيريا، والجراثيم .

تتكون الميكروبات والبكتيريا من خلايا صغيرة ذات بنية بسيطة نسبياً وتحيط بها غشاء وجدار خلوي، وتسمى أحياناً بالبدائيات النووية .

وتشير نظرية النشوء التعايشي إلى أن الخلايا الكبيرة قامت بابتلاع الخلايا الصغيرة ، وهذه الخلايا الصغيرة لم يتم هضمها داخل الخلايا الكبيرة ولكنها تحولت إلى عضيات بداخلها ، وقد شكلت الخلايا الكبيرة والصغيرة علاقة تكافلية استفادت فيها كلتا الخليتين تمكنت بعض الخلايا الصغيرة من تحطيم نفايات الخلية الكبيرة للحصول على الطاقة .

وبهذه الطريقة، توفر الخلايا الصغيرة الطاقة لأنفسها وللخلايا الكبيرة في نفس الوقت، وتتحول إلى ميتوكوندريا داخل الخلية الكبيرة .

ترجح معظم النظريات أن الخلايا الحقيقية ذات النواة هي النسل الأكبر لخلية بحرية ابتلاعتها خلية أخرى .

عاشت الخلية ذات النواة المعقدة حقبة جديدة كاملة للحياة على الأرض، حيث تطورت هذه الخلايا إلى كائنات متعددة الخلايا 

وبغض النظر عن تصنيفات الكائنات الحية من حيث أنها بدائية النوى أم حقيقية النوى ، فإن المتفق عليه أن الكائنات حقيقية النواة نشأت من نوع ما من الكائنات ” بدائية النواة ” ، وهناك حقيقة واحدة يتفق عليها الجميع تفصل هذا الأمر وهي التشكل الداخلي ، فقد كان الجمع بين الخلايا المتميزة ، بعضها داخل الآخر ، عاملاً مهمًا في تطور حقيقيات النواة وأشهر مثال على ذلك هي الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء .

الخلايا حقيقية النواة

على غرار الخلايا البدائية ذات النواة المفقودة، فإن جميع الخلايا الحقيقية تحتوي على أغشية بلازمية وريبوسومات، ومع ذلك، فإن الخلايا الحقيقية ذات النواة أكثر تعقيدًا وتحتوي على نواة ومجموعة متنوعة من الهياكل السيتوبلازمية والهيكل الخلوي.

أكبر وأبرز جزء من خلايا حقيقية النواة هي النواة ، التي يبلغ قطرها حوالي 5 ميكرون ، وتحتوي النواة على المعلومات الوراثية للخلية ، والتي يتم تنظيمها في حقيقيات النوى كجزيئات خطية وليست دائرية ، النواة هي موقع تكاثر الحمض النووي ،  وتتم ترجمة الحمض النووي إلى بروتينات على الريبوسومات في السيتوبلازم.

الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء

تتشارك الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء داخل الخلايا الحقيقية ذات النواة في بعض الخصائص، مما يجعلها مشابهة للخلايا البدائية التي لا تحتوي على نواة

• يتميز الحمض النووي للعنصر العضوي بأنه قصير ودائري، ولا يتوافق مع الحمض النووي الموجود في النواة.
• تشبه الجزيئات التي تشكل الأغشية العضوية تلك الموجودة في الأغشية بدائية النواة، وتختلف عن تلك الموجودة في الأغشية الحقيقية للنواة.
• تشبه الريبوسومات في هذه العضيات تلك الموجودة في الريبوسومات البكتيرية، وتختلف عن الريبوسومات النووية الحقيقية.
• يتم التكاثر عن طريق الانشطار الثنائي، وليس عن طريق الانقسام.
• تحيط بعضيات الخلية بهذه العضويات عدة أغشية.

تطور الكائنات متعددة الخلايا

الكثير من حقائق النواة الحية تتألف من كائنات أحادية الخلية، مثل البكتيريا، التي تتكون فقط من خلايا واحدة قادرة على التكاثر الذاتي. ومثال آخر على الكائنات متعددة الخلايا هو الخميرة، التي تعد أكثر تعقيدا من البكتيريا، لكنها أصغر حجما وأبسط من خلايا الحيوانات والنباتات. على سبيل المثال، طول نواة الخميرة المعروفة يبلغ حوالي 6 ميكرون وتحتوي على 12 مليون زوج من الحمض النووي. ومع ذلك، النواة الحية أحادية الخلية الأخرى تكون خلايا أكثر تعقيدا، بعضها يحتوي على الحمض النووي بنفس مستوى البشر، وتشمل الكائنات الحية المتخصصة في أداء مجموعة متنوعة من المهام .

على سبيل المثال، يعتبر بروتين الأميبا خلية كبيرة ومعقدة، وحجمه يفوق حجم الكائنات الأخرى بأكثر من 100,000 مرة، وقد يصل طوله إلى 1 مم عندما يتم تمديد الخلية بالكامل .

تستخدم الأميبات، وهي كائنات حية شديدة التحمل، امتدادات السيتوبلازم المعروفة باسم الأقدام الكاذبة .

تحتوي حقائق النواة الأحادية الخلية (الطحالب الخضراء) على البلاستيدات الخضراء، وتكون قادرة على إجراء عملية التمثيل الضوئي.

ظهرت الكائنات متعددة الخلايا بعد تطورها من كائنات حقيقية النواة أحادية الخلية قبل 1.7 مليار سنة على الأقل. وتشكل بعض الكائنات حقيقية النواة أحادية الخلية مجموعات متعددة الخلايا، ويبدو أن ذلك يمثل تطورا من الخلية الوحيدة إلى الكائنات متعددة الخلايا.

تشكل خلايا العديد من الطحالب، مثل طحلب الخضراء Volvox، مستعمرات متعددة الخلايا بالترابط مع بعضها البعض، ويُعتقد أن هذا الأسلوب هو الأساس الذي تطورت منه النباتات الحالية.