🌳 Дерево жизни

Отличительные признаки

• Оформленное ядро. Генетический материал заключён в ядре, отделённом от цитоплазмы двойной ядерной оболочкой с порами. У прокариот ДНК расположена непосредственно в цитоплазме (нуклеоид без мембраны).
• Линейная ДНК с гистонами. ДНК эукариот линейна и образует комплекс с белками-гистонами, формируя хроматин. У прокариот ДНК кольцевая и гистонов не имеет.
• Митохондрии и пластиды. Эукариотические клетки содержат митохондрии (у всех) и пластиды (у растений и водорослей) — органеллы с собственным геномом, окружённые двойной мембраной. Они образовались в результате симбиогенеза из поглощённых бактерий.
• Мембранные органеллы. Эукариотическая клетка содержит эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли — структуры, отсутствующие у прокариот.
• Цитоскелет. Микротрубочки и микрофиламенты обеспечивают форму клетки, внутриклеточный транспорт и способность к фагоцитозу (захват частиц), что недоступно прокариотам.
• Чередование гаплофазы и диплофазы. Эукариоты проходят ядерные фазы с одинарным (гаплоидным) и двойным (диплоидным) набором хромосом — мейоз и оплодотворение.
• Размеры клеток. Диаметр эукариотической клетки — 10—100 мкм, что в тысячу раз больше по объёму прокариотической (0,5—10 мкм).
• Рибосомы 80S. В цитоплазме эукариот находятся рибосомы 80S-типа (против 70S у прокариот), тогда как в митохондриях и пластидах сохранились бактериальные 70S-рибосомы.

Строение клетки

Эукариотическая клетка включает около десятка видов органелл, многие из которых окружены собственными мембранами. Ключевые структуры:

• Ядро с ядрышком — хранит генетическую информацию, обеспечивает транскрипцию и сборку рибосом.
• Эндоплазматический ретикулум (шероховатый и гладкий) — синтез и транспорт белков и липидов.
• Аппарат Гольджи — модификация, сортировка и упаковка белков.
• Митохондрии — энергетические станции клетки, окислительное фосфорилирование.
• Пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты) — фотосинтез и запасание питательных веществ (только у растений и водорослей).
• Вакуоли и лизосомы — запасание веществ и внутриклеточное пищеварение.
• Центросома — организация микротрубочек веретена деления (у животных).
• Цитоскелет — микротрубочки, микрофиламенты и промежуточные филаменты.

Классификация: царства эукариот

Эукариоты делятся на несколько царств. Ниже перечислены основные царства со ссылками на соответствующие статьи энциклопедии:

• Животные (Animalia) — многоклеточные гетеротрофные организмы, питающиеся готовыми органическими веществами. Включают млекопитающих, птиц, рыб, рептилий, амфибий, насекомых, моллюсков и многие другие группы.
• Растения (Plantae) — автотрофные организмы, способные к фотосинтезу благодаря хлоропластам. Включают цветковые, хвойные, папоротники, мхи и водоросли.
• Грибы (Fungi) — гетеротрофные организмы с хитиновой клеточной стенкой, питающиеся путём всасывания. Включают шляпочные грибы, плесени, дрожжи и лишайники.
• Протисты (Protista) — разнородная группа преимущественно одноклеточных эукариот: амёбы, инфузории, жгутиконосцы, споровики, а также некоторые многоклеточные водоросли.
• Хромисты (Chromista) — царство, выделяемое в некоторых классификациях; включает бурые и золотистые водоросли, оомицеты и диатомеи.

Эволюция и симбиогенез

Эукариоты появились после Кислородной катастрофы — глобального изменения состава атмосферы Земли, вызванного деятельностью цианобактерий. По современным оценкам, это произошло примерно 1,8—2,0 млрд лет назад. Первые прокариоты возникли около 3,5 млрд лет назад; от них, спустя более чем миллиард лет, произошли эукариоты.

Важнейшим событием в эволюции эукариот стал симбиогенез — эндосимбиотический процесс, в результате которого предковая эукариотическая клетка (видимо, уже имевшая ядро и способная к фагоцитозу) поглотила аэробные бактерии, ставшие митохондриями. Позднее у предков растений и водорослей произошло вторичное поглощение фотосинтезирующих цианобактерий, ставших хлоропластами. Эти органеллы сохранили собственную кольцевую ДНК и 70S-рибосомы бактериального типа, что подтверждает их симбиотическое происхождение.

Появление фагоцитоза — способности захватывать и переваривать твёрдые частицы — привело к возникновению первых настоящих хищников среди эукариот. Это существенно повлияло на эволюцию биосферы: хищничество создало давление отбора, стимулировавшее развитие защитных механизмов, многоклеточности и специализацию клеток.

Значение

Эукариоты включают все многоклеточные организмы — животных, растения и грибы, — а также множество одноклеточных форм. Около 70% физиологического и эволюционного разнообразия эукариот составляют протисты. Группа рассматривается как монофилетический таксон наивысшего ранга: все ядерные организмы имеют общего предка. Человек, как и все животные, относится к домену эукариот.

Интересные факты

• Самая крупная клетка в мире — яйцеклетка страуса — относится к эукариотам и достигает 15 см в длину.
• Митохондрии сохранили собственную бактериальную ДНК и передаются только по материнской линии, что используется для генеалогических исследований.
• Название «эукариоты» буквально означает «хорошее (настоящее) ядро» — в отличие от прокариот («до ядра»), у которых ядра нет.
• Самый древний известный эукариотический организм (Grypania) датируется возрастом около 1,87 млрд лет.
• Без симбиогенеза не было бы ни животных, ни растений, ни грибов — все они обязаны своим существованием бактериям-предкам митохондрий.