Последствия одомашивания организмов, попавших внутрь клетки хозяина (последствия подселения эндосимбионтов)
Эндосимбионт – это организм, который живёт внутри клетки хозяина. Появление эндосимбионтов способствует увеличению видового разнообразия организмов:
1) из-за появления генетических барьеров для скрещивания (особи с эндосимионтом перестают скрещиваться с особями, не имеющими эндосимбионта);
2) из-за появления экологических и географических барьеров для скрещивания:
а) из-за расширения базы питания:
- тараканы приобрели внутриклеточных эндосимбионтов – блаттабактерий, которые обеспечили им синтез незаменимых веществ; таким образом, таракан может есть любую органику, а бактерия обеспечивает ему синтез незаменимых веществ;
Древесный таракан. Присутствие внутри клеток таракана симбиотических бактерий Blattabacterium даёт возможность тараканам питаться самыми разнообразными веществами. | Эндосимбиотические бактерии в цитоплазме клеток тараканов Blattabacterium (бактерии обозначены сплошными белыми стрелками). |
- паразитические насекомые диабротика после подселения внутриклеточных симбиотических бактерий вольбахий – смогли перейти к паразитированию на растениях кукурузы (поскольку бактерии позволяют насекомым преодолевать защитные системы растения);
Личинка насекомого – диабротики (Diabrotica virgifera virgifera) повреждает корни кукурузы. Это насекомое заражено бактериями вольбахиями, которые выделяют вещества, блокирующие иммунитет растения, что позволяет насекомому паразитировать на растениях.
б) из-за расширения сред обитания:
- тли, внутри клеток которых поселились бактерии бухнеры, могут жить при температуре +650С, благодаря синтезу бактериями белков теплового шока;
Тля (вверху) и бактерии - бухнеры (Buchnera), живущие в специализированных клетках хозяина - бактериоцитах. Эти бактерии обеспечивают устойчивость тли к высоким температурам.
- растения смогли освоить сушу благодаря симбиозу с почвенными грибами (внутриклеточный симбиоз гриба и корня растения называется микориза).
Арбускулярная микориза у конюшины (арбускулы в клетке кортекса корня). | Схема формирования арбускулярной| микоризы в клетках корня |
Комар Aedes aegypti при подселении в его клетки бактерии вольбахии – становится устойчивым к заражению вирусом денге, и, таким образом, может осваивать новые территории.
Белокрылка Bemisia tabaci – это злостный вредитель посевов, имеющий в своих клетках симбиотическую бактерию – риккетсию, которая повышает жизнеспособность и плодовитость белокрылок | Бактерии риккетсии – внутриклеточные симбионты белокрылки |
Внутри клеток саламандры Ambistoma maculatum живут водоросли Oophila ambylystomatis, которые обеспечивают повышенную жизнеспособность этого животного. | Внутри икринок саламандры уже живут водоросли |
Икринка саламандры, внутри которой уже живут микроскопические зелёные водоросли. | Зелёные водоросли, которые живут внутри клеток саламандры. |
Наездник Aphidius ervi откладывает яйцо в тлю Acyrthosiphon pisum. Если внутри клеток тли живут бактерии гамильтонеллы – это спасает тлю от смерти, т.к. бактерия выделяет токсины, которые убивают личинок наездника. Однако, эти токсины продуцирует не сама бактерия, а одомашенный ею вирус APSE. | Бактерии Hamiltonella defensa с одомашенным вирусом APSE. |
Растение Dichanthelium lanuginosum прекрасно растет на почве, нагретой до 65°C, но погибает (справа) в тех же условиях, если его лишить симбиотического корневого гриба Curvularia protuberata. | Микоризный гриб-симбионт Curvularia protuberata. Этот гриб сам устойчив к высоким температурам только благодаря одомашенному им вирусу CThTV. |
В результате подселения внутриклеточного симбионта – появляются не только новые виды, но и новые классы, типы, царства живых организмов. Так, благодаря подселению в клетки эукариот паразитических ά-протеобактерий - со временем, благодаря их одомашиванию, сформировались митохондрии, а благодаря подселению паразитических бактерий-спирохет – в клетках эукариот, после одомашивания спирохет, появились жгутики и микротрубочковый аппарат, обеспечивающий деление клеток эукариот. Таким образом, благодаря системе эндосимбиозов сформировалось царство простейших, представители которого со временем дали начало царствам животных и грибов. Некоторые древние простейшие после фагоцитоза фотосинтезирущих бактерии – не переварили их, а оставили жить внутри своих клеток. Постепенное одомашивание клетками простейших фотосинтезирующих бактерий позволило со временем сформировать царство растений и т.п.
А Б
А. Происхождение эукариотической клетки путем симбиоза сначала с оксифильными бактериями (предками митохондрий), а потом - со спирохетами (предками жгутиков).
Б. Происхождение хлоропластов красных водорослей путем симбиоза с цианобактериями.
В Г
В. Происхождение хлоропластов зеленых водорослей и высших растений путем симбиоза с зелеными бактериями.
Г. Происхождение хлоропластов криптомонад, золотистых и бурых водорослей путем двойного симбиоза: сначала хищный эукариот вступил в симбиоз с золотистыми бактериями, а потом сам стал симбионтом другого хищного организма.
Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 1360;