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为我们提供能量的线粒体,其实是一种古细菌

 PhDZ昆虫视界 2022-10-19 发布于江苏

只要学过生物课,都会知道包括所有动物、植物、真菌等生物在内的真核生物生存活动所需要的能量都是由一种叫“线粒体(mitochondrion”的细胞器提供的。线粒体普遍存在于真核细胞中,由两层膜包被,是细胞中制造能量的结构,是细胞进行有氧呼吸的主要场所。但作为生物自身细胞中的细胞器,线粒体又有其特别奇特的地方:

1、线粒体具有内膜和外膜两层膜,内膜和细菌质膜相似,外膜与真核细胞内膜相似,就好像真核细胞吞噬细菌时宿主内膜包裹了细菌,但没有成功将其消化,成为了各自独立的共生结构;

2、细胞在进行自身繁殖时,线粒体也同时进行增殖,而且是缢裂分裂,这也是细菌的繁殖方式;

线粒体缢裂

3、线粒体有自己的完整的蛋白质合成系统,能够独立地合成蛋白质。

4、最重要的是线粒体具有独立的遗传物质,也就是线粒体基因与细胞的核基因并不一致,反而与细菌更一致,随着基因测序技术的发展,科学家们通过测序比对发现线粒体的祖先竟然α-变形菌纲的成员,不过线粒体基因中还要许多来自其他细菌的基因,这些基因可能来自于其他细菌的基因转移。忽然对伴侣不感兴趣了,可能是你肚子里的微生物忘了转移基因给你

线粒体基因

不过这些依据都进一步证明L.Margulis1970年设想的“线粒体内共生学说”,即很久很久以前,真核生物的先祖——前真核生物只能依靠吞噬所得糖类进行酵解取得能量,然后有一天他吞噬了一种叫原线粒体(Proto-mitochondrionα-变形菌,并且没能将其消化掉。而这种叫Proto-mitochondrion的α-变形菌不但能进行糖酵解,还能利用氧分子进一步分解丙酮酸获得更多能量,慢慢的前真核生物和被吞噬的原线粒体形成了内共生关系,一方,原线粒体可以得到充分的糖酵解产物,另一方面原线粒体进一步分解糖酵解产物,让原真核生物可从中得到更多的能量。再经过漫长的生物进化,原线粒体就慢慢进化成现在线粒体的样子。

线粒体通过有氧呼吸获得能量

而现在地球生物的构成也证明了真核生物和线粒体祖先结合产生的是巨大的生存竞争优势,我们现下或者的生物就是最好的证据。

原真核生物吞噬原线粒体细菌和蓝藻

PS:无独有偶,叶绿体也不是植物自己新生的,“内共生学说”认为其源自原始真核细胞内的蓝藻。

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