היסטוריה אבולוציונית של החיים – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
שורה 57:
== מצעי החיידקים ==
{{ערך מורחב|סטרומטוליט}}
[[מצע חיידקים|מצעי החיידקיים]] נמנים על הצורות המוקדמות ביותר של [[מערכת אקולוגית|מערכות אקולוגיות]]. מדובר בצברים מרובי שכבות של חיידקים [[מין (טקסונומיה)|ממינים]] שונים, בעובי של מספר מילימטרים; באזורים שונים של מצעים אלו ישנם תנאים כימיים שונים, ולכן כל אזור מתאים לסוג אחר של מיקרואורגניזמים. במצעים אלו אף נוצרת מעין "[[מארג מזון|שרשרת מזון]]", כאשר חיידקים מסוימים משתמשים בתוצרי הלוואי של חיידקים ממינים אחרים כמזון. [[סטרומטוליט|סטרומטוליטים]] מהווים דוגמא למצעים מעין אלה: ככל הנראה, הם נוצרו על-ידי קהילות ממינים שונים של חיידקים, שעם הזמן, נדדו מעלה באיטיות כדי למנוע את מותם מה[[משקע (גאולוגיה)|משקעים]] שהתגבשו במים. גילם של הסטרומוליטים המוקדמים ביותר, שנמצאו ב-2006, עומד על 3.5 מיליארדי שנים. פרשנות זו עוררה דיון נרחב בקהילה המדעית, כאשר יש המפקפקים בתקפותם של "מאובנים" מ-3 Ga ולפני כן, וטוענים שהסטרומוליטים היו עשויים להיווצר גם בתהליכים לא-ביולוגיים.
{{ערך מורחב|אסון החמצן}}
התפתחות הפוטוסינתזה - תהליך ביוכימי בו הצמח מנצל את אנרגיית השמש לבניית [[פחמימה|סוכרים]] תוך כדי פליטת [[חמצן]] - בחיידקים המאכלסים מצעים כגון אלה, הובילה לעלייה דרסטית בריכוז החמצן באטמוספירה. הפוטוסינתזה הייתה יעילה בהרבה מתהליכים אל-אווירניים חלופיים, מכיוון שה[[מגיב|מגיבים]] הנדרשים לתגובה, פחמן דו-חמצני ומים, נפוצים בהרבה מאלו ששימשו בשיטות נוספות של הפקת אנרגיה. יעילות זו של הפוטוסינתזה הובילה להתפשטותה המהירה באמצעות [[ברירה טבעית]].
בסופו של דבר, עלייה זו בריכוז החמצן הביאה ל[[אסון החמצן]] ב-2.4 Ga. אסון החמצן גרם להכחדה כמעט מוחלטת של מיני החיידקים ה[[אל-אווירני אובליגטורי|אל-אווירניים האובליגטוריים]], שלא יכלו לשרוד בריכוזי החמצן הגבוהים, ולשגשוגם של ה[[אורגניזם אווירני|אווירניים]], שיכלו לשרוד בתנאים אלו. מיקרואורגניזמים שהסתגלו לחיים בסביבה בעלת ריכוז גבוה של חמצן פיתחו בהדרגה את מנגנון ה[[זרחון חמצוני|זרחון החמצוני]], שהיה יעיל בהרבה מתהליכים שקדמו לו ולא הצריכו חמצן. ככל הנראה, ה[[מיטוכונדריון]], המצוי כיום כמעט בכל התאים ה[[איקריוטים|איקריוטיים]], הוא שריד לחיידקים אווירניים [[אנדוסימביוזה|אנדוסימביוטיים]]. ייתכן שתאים [[איקריוטים|איקריוטיים]] כבר היו קיימים בתקופה זו, אך התפתחות מנגנון הזרחון החמצוני אפשר את התפתחותם של המורכבים ביניהם; אלו יהיו, בסופו של דבר, מרכיביהם של יצורים [[יצור רב-תאי|רב-תאיים]].
== התפתחות איקריוטים מורכבים באמצעות אנדוסימביוזה ==
{{ערך מורחב||ערכים=איקריוטים, אנדוסימביוזה}}
גם אם היו מיני [[איקריוטים]] בתקופה שקדמה לעלייה בריכוז החמצן באטמוספירה, רוב ככל מיני האיקריוטים הקיימים בימינו מתבססים על הפקת אנרגיה מבוססת-חמצן, המתרחשת ב[[מיטוכונדריון|מיטוכונדריונים]]. רעיון שהוצע ב-1970, ובסופו של דבר התקבלה על רובה של הקהילה המדעית, הוא שהיווצרות התאים האיקריוטים התרחשה כתוצאה מתהליכי [[אנדוסימביוזה]] בין סוגים שונים של תאים [[פרוקריוטים|פרוקריוטיים]]; למשל, פלישה של תא פרוקריוטי טורף אל תא גדול אחר (ככל הנראה [[ארכאונים|ארכאון]]), שנוטרלה על ידו, הביאה להשתלבות התא הטורף בתא הגדול יותר, ולהתפתחותו לגרסה ראשונית של [[מיטוכונדריון]]; [[כחוליות|כחולית]] פוטוסינתטית, שתא משולב זה ניסה לעכל אך שרדה בתוכו, הייתה עשויה להתפתח ל[[כלורופלסט]]; וכן הלאה. כך, משוער שמקורו של המיטוכונדריון בפרוקריוטים שהיו מסוגלים לבצע זרחון חמצוני, ומקורם של שלושת סוגי ה[[פלסטידה|פלסטידים]] מסוגים שונים של אצות כחוליות. במהלכו של תהליך אנדוסימביוזה זה, התאים ככל הנראה איחדו את הגנומים שלהם כדי לייעל את רבייתם. עם זאת, ייתכן שהתאים האיקריוטיים פיתחו אברונים אלו בעצמם.
לא ברור מתי התפתחו האיקריוטים הראשונים. הימצאות סטראנים {{אנ|Sterane}} - תרכובות שנחשבות כ[[סמן ביולוגי|סמנים]] להימצאותם של תאים איקריוטיים - ב[[פצלים]] שמקורם באוסטרליה וגילם 2.7 מיליארדי שנים, הביא לכך שהופעתם של האיקריוטים תוארכה לזמן זה. לעומת זאת, ב-2008, התברר שהסטראנים חדרו לפצלים ב--2.2 Ga בלבד. מאובני [[אצות]] מהסוג ''Grypania'' {{אנ|Grypania}} נמצאו בסלעים מ-1.8 Ga, ומעידים על הימצאותם של איקריוטים מורכבים בתקופה זו; מגוון של מיני אצות נמצא במאובנים שגילם מוערך בין 1.4 ל-1.5 מיליארדי שנים, ומאובני ה[[פטריות]] המוקדמים ביותר הם מ-1.43 Ga.
== הערות שוליים ==
| |||