WYKŁAD 1
Królestwo Monera – eubakterie i archebakterie (spokrewnione z organizmami eukariotycznymi)
Grupa monofiletyczna – miała jednego wspólnego przodka i obejmuje wszystkich jego potomków (stanowią jedyną gałąź drzewa rodowego), np. grzyby, zwierzęta, rośliny lądowe + glony (zielenice, krasnorosty).
Grupa polifiletyczna - włącza organizmy podobne, ale nie spokrewnione – pochodzące od różnych przodków, np. wszystkie organizmy zielone.
Grupa parafiletyczna – miała jednego wspólnego przodka, ale nie obejmuje wszystkich jego potomków, np. małpy człekokształtne, Protista i Monera.
Pokrewieństwo organizmów oddaje klasyfikacja zawierająca wyłącznie grupy monofiletyczne. Tylko cechy zaawansowane ewolucyjnie pozwalają nam wyodrębnić grupy monofiletyczne.
Cechą organizmu jest komunikacja między tworzącymi go komórkami. Organizmy wielokomórkowe spotykamy we wszystkich królestwach, natomiast tkankowy poziom rozwoju ewolucyjnego osiągnęły zwierzęta, rośliny i jedna grupa protistów – Brunatnice.
Rośliny są zielone, bo:
1) posiadają chlorofil (tzw. zielony barwnik)
2) chlorofil absorbuje i odbija fale o określonej długości (absorbuje taką część światła białego, że fale nie pochłonięte-odbite dają złudzenie koloru zielonego))
3) chlorofil absorbuje fale o takiej samej długości co woda ( a pierwsze organizmy żywe były organizmami wodnymi)
Fotosynteza (oksygeniczna) powstała 1 raz w dziejach życia na ziemi u jednego organizmu. Inne organizmy przejęły ją od niego (bakterie). A pozostałe nabyły drogą endosymbiozy.
Chemosyntetyzujące bakterie – bakterie termofilne utleniające zw. org. (występowanie: gorące źródła mineralne)
Ostatni wspólny przodek wszystkich bakterii to hypertermofilny chemoautotrof.
Ewolucja chemosyntezy do fotosyntezy:
Bakteriochlorofil pierwotnie służył termotaksji u bakterii hypertermofilnych jako receptor promieniowania podczerwonego. Dzięki zdolności do absorpcji promieniowania zaczął pełnić funkcję dodatkowego źródła energii.
Wymiana funkcji: główną stała się asymilacja energii promieniowania a funkcja receptora zanikła.
Fotosynteza
anoksygeniczna oksygeniczna
(beztlenowa) (tlenowa)
-brak wydzielania wolnego tlenu -wydzielanie wolnego tlenu
Różnice w fotosyntezie anoksygenicznej:
- brak fotolizy wody
- inny donor e-
- obecność jednego fotosystemu
Cechy wspólne fotosyntezy oksygenicznej i anoksygenicznej:
- związane z tym samym barwnikiem (chlorofil a,b,c,d lub bakteriochlorofil)
- system anteny ( pułapki fotonowej – emituje e-)
- pierwotne akceptory e- wysokoenergetyczne (w fotosyntezie oksygenicznej akceptor chinonowy lub białkowo-żelazowy w fotosyntezie anoksygenicznej- tylko 1 fotosystem)
Tylko sinice (wśród bakterii ) mają 2 fotosystemy (PSI i PSII).
PSI związany z akceptorem białkowo- żelazowym a PSII z akceptorem chinonowym.. PSI pochodzi od Heliobakterii i zielonych bakterii siarkowych a PSII od bakterii purpurowych i zielonych bakterii bezsiarkowych.
Sinice powstały w wyniku fuzji dwóch bakterii fotosyntetyzujących anoksygenicznie (powstanie fotosyntezy oksygenicznej)
Sinice mają chlorofil a i fikobiliny a wyższe org. eukariotyczne mają dodatkowy chlorofil b, c lub d. Wyjątek: prochlorofity (chlorofil a i b)- nie ma to związku z ewolucją roślin.
Chlorofil b powstał w kilku liniach ewolucyjnych niezależnie od siebie lub został zaabsorbowany (symbionty).
Wszystko co zielone i wydziela tlen- zawdzięczamy sinicom (proc. endosymbiozy)
Hipoteza:
org. eukariotyczne à bakterie właściwe + archebakterie
Dowód na pochodzenie ( powstanie) chloroplastów:
U wszystkich org. zielonych jest zestaw genów fotosyntetyzujących sinic. Został przeniesiony do jądra kom. i zredukowany. Pozostała część (geny kodujące to samo białko) tworzą chloroplasty (ok. 10% genomu sinic). Świadczy też o tym liczba błon komórkowych ( wewnętrzna błona – błona komórkowa endosymbionta, zewnętrzna błona – błona wodniczki gospodarza).
Endosymbioza pierwotna była jedna ( dwie błony chloroplastowe) i wiele endosymbioz wtórnych.
Teoria Delwiche:
Endosymbioza pierwotna dała początek glaukocystofitom a potem zielenicom (+ nagonasienne) i krasnorostom (wszystkie stanowią grup monofiletyczną).
*Glaukocystofity:
- jednokomórkowe
- rozmnażanie bezpłciowe
- między dwiema błonami chloroplastowymi zachowana pozostałość ściany mukopeptydowej sinic
- tylakoidy umieszczone brzeżnie (jak u sinic)
- chlorofil a i fikobiliny
*Apikompleksa – (np. protista-zarodziec malarii) zawiera zredukowany chloroplast
Reasumując:
1) fotosynteza oksygeniczna powstała tylko u jednej grupy bakterii – sinic. Komórki sinic zostały pochłonięte przez przodka roślin w efekcie endosymbiozy- nie zostały strawione, ale weszły we współpracę z komórką eukarionta à endosymbioza .Rezultatem są chloroplasty roślin (10% genomu endosymbionta w chloroplaście)
2) Jednokomórkowe rośliny przekształciły się w wyniku wtórnej endosymbiozy w chloroplasty różnych grup protistów – dlatego na drzewie rodowym fotoautotrofy pojawiają się w różnych miejscach.
3) Śladem po wtórnej endosymbiozie jest dodatkowa błona chloroplastu:
- chloroplasty roślinne mają zawsze dwie błony śródplazmatyczne
- chloroplasty protistów mają 3 lub 4 błony śródplazmatyczne
2
ephedra