ในทางชีววิทยา เราสามารถแบ่งเซลล์ของสิ่งมีชีวิตออกได้หลักๆ 2 ประเภทคือ เซลล์ยูคารีโอต (Eukaryotic cell) หมายถึงเซลล์ที่มีนิวเคลียส เช่น โปรโตซัว, เซลล์รา, เซลล์พืช, เซลล์สัตว์ และ เซลล์โปรคารีโอต (Prokaryotic cell) หมายถึงเซลล์ที่ไม่มีนิวเคลียส เช่น แบคทีเรีย
นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันมานานแล้วว่าเซลล์ยูคารีโอตเกิดจากเซลล์โปรคารีโอตเซลล์หนึ่ง "กิน" เซลล์โปรคารีโอตเข้าไปแล้วดันไม่ย่อย เซลล์โปรคารีโอตทั้งตัวกินและตัวถูกกินเลยวิวัฒนาการอยู่แบบมีผลประโยชน์ร่วมกัน (Mutualism หรือ Protocoperation) เซลล์โปรคารีโอตที่เป็นตัวกินก็กลายเป็นเจ้าบ้านเป็นเจ้าของเซลล์ไป ส่วนตัวที่ถูกกินก็กลายเป็นผู้อยู่อาศัยซึ่งลดสภาพเป็นแค่ออร์แกเนลล์ส่วนหนึ่งของเซลล์ ได้แก่ ไมโทคอนเดรีย และคลอโรพลาสต์ ทฤษฎีนี้มีชื่อว่า "Endosymbiosis" อันได้รับการบุกเบิกโดย ลินน์ มาร์กูลิส (Lynn Margulis) นักชีววิทยาชื่อดังผู้ซึ่งเสียชีวิตไปเมื่อพฤศจิกายน 2011
 |
| Lynn Margulis นักชีววิทยาชาวอเมริกันผู้เขียนบทความ "On the Origin of Mitosing Cells" เป็นที่มาของทฤษฎี Endosymbiosis ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Theoretical Biology ในปี ค.ศ. 1966 ขณะศึกษาอยู่ที่มหาวิทยาลัยบอสตัน |
แต่ปัญหาเรื่องของลำดับขั้นตอนก็ยังคงอยู่ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าบรรพบุรุษของเซลล์ยูคารีโอต น่าจะเป็นสมาชิกของหรือมีบรรพบุรุษร่วมกับ โดเมนอาร์เคีย (Domain Archaea) เพราะอาร์เคียกับ ยูคารีโอตมีลักษณะชีววิทยาเชิงโมเลกุลบางอย่างเหมือนกัน ปัญหาคืออาร์เคียตัวหนึ่งจะก้าวข้ามขั้นตอนตั้งแต่การสร้างนิวเคลียสซึ่งไม่เคยมีมาก่อนแล้วไปไล่จับกินเซลล์อื่นได้อย่างไร การสร้างนิวเคลียส (การสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียส) อย่างที่พบเห็นในเซลล์ยูคารีโอตนั้นไม่น่าจะใช่กระบวนการที่สามารถบังเอิญเกิดได้ในชั่วข้ามคืนแน่ เพราะเยื่อหุ้มนิวเคลียสเป็นการเรียงตัวของลิพิดซ้อนกันสองชั้น (lipid bilayer) มีรู (nuclear pore) ที่ควบคุมซับซ้อน,เชื่อมต่อกับร่างแหเอนโดพลาสมิก เรติคูลัม (Endoplasmic reticulum) เป็นเครือข่ายที่ควบคุมกลไกหลักๆ ในเซลล์ นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยพบ อาร์เคียที่มีชีวิตในปัจจุบันตัวไหนเลยที่มีลักษณะของเครือข่ายเยื่อภายในเซลล์ใกล้เคียงกับยูคารีโอต
นักวิทยาศาสตร์ลูกพี่ลูกน้องสองคน ได้แก่ “เดวิด บัม (David Baum)” แห่งมหาวิทยาลัยวิสคัลซิล (University of Wisconsin) และ “บัซ บัม (Buzz Baum)” แห่งมหาวิทยาลัยลอนดอน (University College London) คิดว่าหากมองในมุมกลับจากความเชื่อปัจจุบัน ปัญหาดังกล่าวจะไม่ได้มืดแปดด้านอย่างที่คิดเลย นักวิทยาศาสตร์ปัจจุบันสันนิษฐานจากมุมมองที่ว่าบรรพบุรุษยูคารีโอตเริ่มปั้นนิวเคลียสด้วยการบุ๋มเยื่อหุ้ม (invagination) เข้าไปข้างในเพื่อล้อมรอบสารพันธุกรรม แยกกั้นออกเป็นนิวเคลียสและไซไตพลาสซึม (cytoplasm) แต่ในมุมมองของสองลูกพี่ลูกน้อง “บัม” นิวเคลียสทั้งลูกนั่นแหละที่เคยเป็นบรรพบุรุษดั้งเดิมของยูคารีโอต ส่วนไซโตพลาสซึมเกิดจากการขยายเยื่อออกสู่ข้างนอก
ตามความคิดของ เดวิด และ บัซ บัม บรรพบุรุษของยูคารีโอตซึ่งในที่นี้เรียกว่า อีโอไซต์ (Eocyte) มีผนังเซลล์ (S-layer) หุ้มล้อมรอบ ต่อมาเยื่อหุ้มเซลล์ของอีโอไซต์เริ่มแทงทะลุผนังเซลล์ ยื่นออกมาเป็นโครงสร้างคล้ายนิ้วเล็กๆ ที่เรียกว่า "bleb" ซึ่งนิ้วเล็กๆ นี้จะทำหน้าที่เหมือนขาเทียมของอะมีบา ไปล้อมกินเซลล์อื่นหรือแหล่งอาหาร
 |
| แผนภาพการกำเนิดเซลล์ยูคาริโอตตามทฤษฎีของเดวิด และ บัซ บัม |
ด้วยความบังเอิญอีโอไซต์ได้ไปพบกับแบคทีเรียซึ่งเป็นบรรพบุรุษของไมโทคอนเดรีย และได้ดักจับเอาไว้ พออีโอไซต์ได้ไมโทคอนเดรียซึ่งเป็นแหล่งสร้างพลังงานสูงเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ อิโอไซต์จึงได้มีการขยายขนาดต่อไป “bleb” ที่เคยเป็นนิ้วเล็กๆ ก็ไม่เล็กอีกต่อไปแล้ว “bleb” แต่ละอันมีการขยายขนาดให้ใหญ่ขึ้นจนประชิด และเริ่มประสานเยื่อรวมกันทำให้ผนังเซลล์เริ่มบางลง
ของเหลวข้างใน “bleb” ก็คือจุดเริ่มต้นของไซโตพลาสซึม (cytoplasm) บรรพบุรุษไมโทคอนเดรียที่เคยกินอยู่ใน “bleb” ก็หลุดเข้ามาอยู่ในไซโตพลาสซึมและกลายเป็นออร์แกเนลล์ไปโดยสมบูรณ์แบบ เมื่อเวลาผ่านไปมากขึ้นเยื่อหุ้มของ “bleb” รอบนอกก็ประสานเป็นเนื้อเดียวกันกลายเป็นเยื่อหุ้มของเซลล์ยูคารีโอตไป ผนังเซลล์ (S-layer) สลายหายเพราะหมดความจำเป็นแล้ว เยื่อหุ้มเซลล์ดั้งเดิมของอีโอไซต์ ก็กลายเป็นเยื่อหุ้มนิวเคลียสชั้นใน รูที่ “bleb” แทงทะลุผนังผนังเซลล์ (S-layer) ออกมาในตอนแรกก็วิวัฒนาการความซับซ้อนกลายเป็นรู (nuclear pore) และในท้ายที่สุด ช่องว่างภายในไซโตพลาสซึมที่เยื่อหุ้มของ“bleb” ไม่ได้ประสานกันสนิทก็หลงเหลือกลายเป็นช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มนิวเคลียสชั้นนอกและชั้นใน (perinuclear space) กับ ชั้นรู (lumen) ของเอนโดพลาสมิก เรติคูลัม (ER) ซึ่งเชื่อมกันเป็นเครือข่ายร่างแหท่อขนาดใหญ่ภายในเซลล์
เรียบเรียงจาก: https://en.wikipedia.org/wiki/Lynn_Margulis
0 ความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น