探索地球生命演化：单细胞至人类的真核生物历程
大家好，今天小编来为大家解答探索地球生命演化：单细胞至人类的真核生物历程这个问题，很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！
真核生物（学名：Eukaryota）是单细胞生物和细胞具有细胞核的多细胞生物的总称。它包括所有被膜包裹的具有复杂亚细胞结构的动物、植物、真菌和其他生物体，但不包括具有无膜细胞器的细菌和古细菌。
真核生物与原核生物的根本区别在于，真核生物的细胞含有细胞核，因此这类细胞以真核生物命名。许多真核细胞还含有其他细胞器，如线粒体、叶绿体、高尔基体等。
由于有细胞核，真核细胞的细胞分裂过程也与没有细胞核的原核生物有很大不同。
真核生物在进化上是单系的，都属于生物分类三域系统中的真核域。另外两个领域是细菌和古细菌，它们都是原核生物。然而，由于真核生物和古细菌在某些生化特性和基因上存在一定的相似性，两者有时被归类为新生物进化枝。
科学家认为，根据遗传证据，真核生物是细菌和古细菌的遗传融合。它们是一些古细菌和细菌共生和异质组合的产物。
1.起源
真核细胞之所以能够发育出被质膜包围的细胞核和细胞器，被认为涉及两个过程：膜内折叠和内共生。膜内折叠是指祖先古菌细胞的质膜内折叠到真核细胞的膜系统中。第二次内折叠后，内质网膜形成细胞器，例如高尔基体。内共生理论是指古菌生物吞噬了需氧的、较小的、祖先的原核生物（需氧的真细菌，如变形菌），并从寄生过渡到共生，成为线粒体。通过类似的过程，古菌细胞与较小的、祖先进行光合作用的原核生物（如蓝藻）共生，产生绿藻和红藻，这些藻类被古菌生物第二次吞噬，成为共生体并进化为叶绿体。膜内折叠产生的原始内质网膜系统限制了被吞噬的细菌的活性，并防止细胞成分被它们“吃掉”。
2.真核生物的分类
（1）传统分类
在古代，人们认识到动物和植物应该分为两类。当林奈建立分类等级时，尽管存在一些质疑，但他仍然在二重定义理论中将真菌归入植物界。后来学者将真菌建立为一个独立的界，即真核生物分为原生界、植物界、动物界、真菌界四个界。然而，直到20世纪80年代，学术界仍未完全了解真菌的组成。显微镜发明后，许多发现的原生生物根据自养还是异养被分为原生植物和原生动物，分别划入植物界和动物界。海克尔于1866 年添加了原生生物界，将真核生物分为四个界。
20世纪80年代之前，单细胞原生生物的分类还处于非常混乱的阶段。直到DNA测序技术的成熟，系统发育学才出现，改变了这一状况，使人们开始改写真核生物的分类。
（2）2005年国际原生生物学家协会分类
基于系统发育研究和进化分支的同源性，国际原生学家协会于2005年提出了当时被普遍接受的真核生物分类。方法分为六类（超组）。这种分类方法没有指定这些类别属于哪个分类级别，但其他文献将它们称为“界”。
挖掘机
贾第鞭毛虫和其他原生生物
变形虫
阿米巴原虫、粘菌等。
后康塔
动物、真菌、领鞭毛虫等
有孔虫（Rhizaria）
有孔虫、放射虫、某些变形虫原生生物
色膜泡目
Heterokonta、Haptophyta、Cryptophyta、Alveolata
古质体
陆生植物、绿藻、红藻、灰藻
然而，这种“六界理论”很快就受到新研究的挑战，特别是质疑囊状藻界是否有共同起源。真核生物的分类仍存在相当大的不确定性。例如，真核生物分为Unikonta和Bikonta。前者包括阿米巴界和后鞭毛虫生物，后者包括其他四个界。然而，许多研究表明单鞭毛生物和双鞭毛生物不是同源进化枝。此外，有孔虫界应并入韦西科拉界。泛植物王国也不应该同源，需要细分。
现在普遍认为，有孔虫纲、茴香鞭毛纲和囊泡纲是姐妹类群，属于同一个超类群（SAR超类群）。因此，有孔虫不再被视为真核生物的主要类群之一。同时，单鞭毛虫及其亚群变形虫和后鞭毛虫被认为是一个单系类群，即动物和真菌属于同一个单系类群——后鞭毛虫。除此之外，还没有达成共识。
（3）现行分类
原生生物
真菌王国
植物王国
动物王国
3.真核细胞
真核细胞通常比原核细胞大得多，大约大10,000倍。内部有一个由各种内膜结构组成的内膜系统。细胞器、微丝、微管、中间丝等细胞骨架在细胞的功能和结构中发挥着重要作用。真核DNA被线性地分成几个染色体。它通常作为染色质存在于细胞核中。在有丝分裂过程中，由微管组成的纺锤体纤维分离。
（1）内膜系统
真核细胞含有多种膜结构，统称为内膜系统。膜可以部分分离，产生称为囊泡或液泡的独立室。许多细胞通过内吞作用吸收食物和其他物质。外膜首先被包裹，然后收紧，形成独立的囊泡并弹出。大多数其他被膜包围的细胞器可能是由该液泡形成的。
细胞核被两层膜包围，通常称为核膜，其中含有允许物质进出的核孔。核膜的管状和片状突起形成内质网，负责蛋白质的产生和运输。粗面内质网含有合成蛋白质的核糖体，然后进入细胞腔，进入囊泡，然后从光滑内质网排出。在大多数真核细胞中，这些携带蛋白质的囊泡被释放到扁平囊泡的集合中，即高尔基体，在那里它们被进一步修饰。
囊泡可以专门化并用于许多不同的目的。例如，溶酶体载有分解食物的酶[22]，过氧化物酶用于分解有毒的过氧化物。许多原生生物具有收缩液泡，可以收集和排出多余的水，以及挤出体，可以喷射用于偏转捕食者或捕获猎物的物质。在高等植物中，中央液泡占据了细胞的大部分体积，并且该液泡还维持其渗透压。
（2）内共生体
线粒体是几乎所有真核细胞共有的细胞器。它们被两层膜包围，即两层磷脂双层。内膜向内折叠形成嵴，在此发生有氧呼吸。线粒体有自己的DNA，今天根据内共生理论，一般认为它们是由原核生物发展而来，可能来自与立克次体接近的变形菌门。少数原生生物没有线粒体，但被发现具有源自线粒体的细胞器，例如氢糖体和纺锤体（英语：Mitosomes）。因此，这些原生生物很可能后来失去了线粒体。
植物和许多藻类拥有称为有色体的细胞器。同样，这些色素细胞也有自己的DNA，起源于内共生体，这次是来自蓝细菌。有色体也称为质体。最常见的是叶绿体。蓝藻门的细菌也有叶绿素，通过光合作用合成有机物（如葡萄糖）。其他色素细胞参与储存食物。尽管染色体很可能是单一起源的，但并非所有含有染色体的细胞也是单一起源的，一些真核细胞实际上是通过多次内共生或摄取获得染色体的。
内共生起源可能适用于细胞核，因为以前认为鞭毛起源于螺旋体。然而，由于缺乏细胞生物学证据，且难以将其与细胞繁殖过程相协调，螺旋体理论并未被广泛接受。
（3）细胞骨架
许多真核生物都有细长的、能活动的突起，称为鞭毛，和较短但相似的结构，称为纤毛，统称为无足足，它们与真核的运动、感觉和摄食密切相关，主要成分是微管蛋白。这些细胞器与原生生物的鞭毛显着不同。一簇微管从基体伸出来支撑它们。基体，也称为毛状体或中心粒，是中心体的主要组成部分。鞭毛本身也可能有毛发和鳞片，连接膜和内杆，而内杆又连接到细胞质。
微丝结构由肌动蛋白和肌动蛋白结合蛋白组成，例如-肌动蛋白、纤毛蛋白和纤丝蛋白，这些蛋白也存在于膜下皮层和皮层中。遏制人群。微管中的运动蛋白（例如动力蛋白或驱动蛋白）和肌动蛋白（例如动力蛋白）提供系统的动态特性。即使没有鞭毛的细胞通常也有中心粒，但开花植物和针叶植物则没有。中心粒通常成群出现，称为动体，形成各种不同的微管根。它们构成细胞骨架结构的主要成分，通常在多次细胞分裂过程中合成。一根鞭毛保留自亲本唐氏体，另一根则源自亲本。此外，中心粒也可能与核分裂过程中纺锤体的形成有关。
4.繁殖
细胞核的分裂通常与有丝分裂形式的细胞分裂相协调。这个过程允许每个子细胞核获得亲本染色体的副本。在大多数真核细胞中，还有另一种有性生殖过程，即减数分裂。在此过程中，二倍体亲代细胞分裂两次成为单倍体，DNA量减半。然而，减数分裂本身有多种类型。
与原核细胞相比，真核细胞具有较小的表面积与体积比，导致代谢速率较慢和细胞周期较长。在一些多细胞生物中，专门负责新陈代谢的细胞会扩大其表面积，例如肠绒毛细胞。
当今的真核生物广泛采用有性生殖，有证据表明这是真核生物的原始和基本特征。基于系统发育分析，生物学家达克斯和罗杰提出真核细胞有一个共同的祖先，从事随机行为。阴道毛滴虫和肠贾第鞭毛虫中出现了一组参与减数分裂的核心基因，这两种生物以前被认为是无性的。在真核细胞进化树上，这两个物种很早就分开了，因此可以推断，减数分裂的核心基因存在于所有真核生物的共同祖先中，因此这个祖先是有性的。对真核物种的其他研究也揭示了生殖周期的证据。例如，寄生原生生物利什曼原虫最近被证明具有生殖周期。此外，有证据表明，以前被认为是无性的阿米巴原虫在古代也是有性的，而今天的大多数无性生物直到最近才独立进化为无性。
5.各种真核细胞
（1）植物细胞
植物细胞在许多方面也不同于其他真核细胞。其特点是：
由纤维素、半纤维素和果胶组成的细胞壁保护原生质体。这与含有几丁质的真菌、粘菌和水霉的细胞壁不同。
胞连丝通过小坑穿透细胞壁，将每个植物细胞与其相邻的细胞连接起来并相互通讯，这与具有类似功能的动物细胞的间隙连接系统不同。
含有许多二膜有色体（即原始有色体，植物也是原始有色体生物的一种），特别是富含叶绿素的叶绿体，进行光合作用，赋予植物绿色。
高等植物，包括针叶树和开花植物（被子植物）缺乏鞭毛和中心粒。
（2）真菌细胞
真菌细胞与动物细胞最相似，但有以下差异：
具有由几丁质组成的细胞壁。
区分单个细胞困难：高等真菌的菌丝有隔膜，但隔膜可以让细胞质甚至细胞核中的细胞器通过；原始真菌的菌丝很少或没有隔膜，因此每个生物体本质上都是一个巨大的多核超级细胞。
只有最原始的真菌，即壶菌门，才拥有鞭毛。
（3）动物细胞
动物细胞是构成动物组织的基本单位。动物细胞与其他真核细胞有很大不同，主要是缺乏细胞壁和大液泡，但具有能进行内吞和胞吐作用的小液泡。正是因为缺乏细胞壁，动物细胞才能转变为不同的形态。也正是因为如此，吞噬细胞才能进行吞噬作用。
动物细胞可以分化成多种类型。例如，成人体内大约有210种细胞。
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用户评论
这篇文章真的是太棒了！从单细胞生物到人类的演变过程讲得非常清楚，让我对真核生物域有了更深入的理解。特别是对生态系统的影响，感觉自己对生命的认识又提升了一个层次。
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虽然内容很丰富，但我觉得有些地方讲得有点复杂，尤其是涉及到细胞结构的时候。如果能再简单明了一点就好了。不过整体来说，还是很有启发性的。
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我一直对生物学很感兴趣，看到这篇文章让我想起了大学时学的课程。单细胞生物的演化真是神奇，感觉人类的出现是自然选择的一个奇迹！
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这篇博文写得很有深度，但我觉得内容有点冗长，尤其是前面的部分。希望作者能在写作时更精简一些，这样读者更容易吸收信息。
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作为一个生物爱好者，我非常喜欢这篇文章！它把复杂的生物演化过程讲得通俗易懂，尤其是对真核生物的描述，让我对生命的起源有了新的认识。
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我觉得这篇文章虽然信息量很大，但缺乏一些实际的例子来支撑观点。对于普通读者来说，可能会觉得有点难以理解。希望下次能看到更多的案例分析。
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真核生物域的介绍让我大开眼界，尤其是单细胞生物的演化过程。作者的写作风格很吸引人，读起来毫不费力，学到了很多新知识！
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这篇文章让我感到有些失望，内容虽然丰富，但逻辑上有些跳跃，导致我在阅读时常常迷失方向。希望作者能在结构上做一些调整。
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