세균의 진화

Evolution of bacteria
인간 호중구와 상호작용하는 카르바페넴 내성 클렙시엘라 폐렴을 보여주는 컬러 주사 전자 현미경.

박테리아진화선캄브리아 시대 이후 약 32억 년에서 35억 년 [1][2]고고학/유핵학 계통에서 처음으로 큰 차이를 보이며 수십억 년 이상 진행되어 왔다.이것은 박테리아 핵체의 유전자 염기서열 분석을 통해 그들의 계통 발생을 재구성하는 것을 통해 발견되었다.게다가, 선캄브리아 시간으로 알려진 약 35억 년[3] 전으로 거슬러 올라가는 호주의 에이펙스 셔트 암석에서도 초기 원핵생물들의 영구화 미세 화석이 발견되었다.이것은 Thermotogota (구 Thermotogae)[4]의 유기체가 현대 박테리아의 가장 최근의 공통 조상이었다는 것을 암시한다.

고대 암석에 대한 추가적인 화학 및 동위원소 분석 결과 약 24억 5천만 년 전 [5]사이더 시대에 산소가 나타났다는 이 밝혀졌습니다.이것은 해양의 광합성 시아노박테리아대사 [6]과정의 부산물로 산소를 생산하는 최초의 미생물이었기 때문에 이 기간 동안 진화했다는 것을 나타냅니다.그러므로, 이 (문)은 약 23억년 전에 지배적이었던 것으로 생각되었다.하지만, 일부 과학자들은 그들이 약 27억 년 전에 [7]살 수 있었다고 주장하는데, 이는 산소 농도가 이 사건 동안 생태계를 변화시키기 전에 대기 중에 증가할 시간이 있었다는 것을 의미하기 때문이다.

대기 중 산소의 증가는 슈도모나도타(옛 프로테오박테리아)의 진화를 이끌었다.오늘날 이 문에는 많은 질소 고정 박테리아, 병원균, 그리고 자유 생활 미생물이 포함되어 있다.이 문(문)은 약 15억 년 전 고생대 [8]시대에 진화했다.

하지만, 박테리아의 기원을 둘러싼 많은 이론들이 여전히 상충된다.비록 고대 박테리아의 미세 화석이 발견되었지만, 일부 과학자들은 이 화석들에서 식별 가능한 형태학이 없다는 것은 박테리아의 정확한 진화 연대에 대한 결론을 도출하는 데 이용될 수 없다는 것을 의미한다고 주장한다.그럼에도 불구하고, 더 최근의 기술 발전은 더 많은 증거가 발견되었음을 의미한다.

세균의 정의

박테리아는 세균, 스피릴리 또는 구균 형태를 가질 수 있고 0.520마이크로미터 사이의 크기를 가진 원핵 미생물이다.그들은 가장 먼저 진화한[9] 살아있는 세포들 중 하나였고 열수 분출구, 빙하암, 그리고 다른 유기체들을 포함한 다양한 서식지에서 살고 있습니다.그들은 세포질, 세포막, 리보솜을 포함한 진핵세포와 특징을 공유합니다.몇몇 독특한 박테리아 특징들은 세포벽, 편모, 그리고 [citation needed]포함한다.

박테리아는 다양한 방법으로 대사될 수 있으며, 가장 일반적으로 이종영양 또는 자가영양(광합성 또는 화학합성) 과정을 통해 대사될 수 있습니다.박테리아는 이원분열을 통해 번식하지만, 여전히 개체 간에 유전 정보를 교환, 변형 또는 [citation needed]결합으로 공유할 수 있다.

세균의 진화 과정

박테리아는 다른 유기체와 비슷한 과정으로 진화한다.이것은 자연선택의 과정을 통해서 이 특성이 전체 인구에서 [10]공통화될 때까지 유익한 적응이 다음 세대에 전해집니다.하지만, 박테리아가 무성 생식의 한 형태인 2분열을 통해 번식하기 때문에, 딸 세포와 부모 세포는 유전적으로 동일하다.이것은 박테리아가 환경 압력에 민감하게 만들며, 환경 압력은 유전 정보를 변환, 변형 또는 결합을 통해 공유함으로써 극복된다.이것은 박테리아가 환경에 적응하고 진화할 수 있도록 하면서 새로운 유전적, 신체적 적응을 가능하게 한다.게다가, 박테리아는 [11]20분 안에 번식할 수 있기 때문에 빠른 적응이 가능하기 때문에 새로운 균주가 빠르게 진화할 수 있다.이것은 항생제 내성균[citation needed]관한 문제가 되었다.

심해 환기구에서 나온 친열성 박테리아야이 유기체는 유황과 수소를 먹고 이산화탄소로 부터 자신의 탄소를 고정시킨다.

테르모토갈레스속

서모토고타 박테리아는 일반적으로 온도가 55-95°C 사이인 열수 분출구 근처에서 살 수 있는 호열성 또는 초열성, 그램 음성 염색, 혐기성 유기체입니다.그들은 가장 초기의 생명체 중 일부라고 여겨진다.이러한 유기체의 증거는 고대 열수 [12][13]분출구 근처의 호주 에이펙스 셔트에서 발견되었다.이 암석들은 34억 6천만 년 전으로 거슬러 올라가며 이 화석들은 초기 호열성 박테리아에 속했던 것으로 생각된다.이것은 이 유기체들이 살아남기 위해 산소를 필요로 하지 않기 때문인데, 이것은 지구의 초기 [14]대기에는 다량으로 존재하지 않았던 원소였다.게다가, 이 에는 아직도 Thermotoga neapolitana와 같은 살아있는 종들이 있는데, 이것은 여전히 그들의 조상들의 형태와 비슷하고 여전히 이러한 분출구 주변에 살고 있는데, 일부 과학자들은 이 [citation needed]이론을 뒷받침하는 증거로 사용해 왔다.

더 최근의 증거가 나타났는데, 이것은 테르모토갈레스가 대략 32억년에서 35억년 전에 진화했다는 것을 암시한다.이 증거는 박테리아 핵체의 유전자 염기서열을 통해 수집되어 그들의 계통 [1][2]발생을 재구성했다.Thermotogales 문에서 최초의 주요 분기는 Thermotogaceae와 Phermidobacteriaceae 사이였지만, 언제 이런 일이 일어났는지는 아직 밝혀지지 않았다.그 후 테르모토가과 과는 테르모토가속의사기타모토가속으로 [15]분리되었다.Thermotoga속은 현존하는 대부분의 온열성 동물들을 나타내며, "토가"라고 불리는 외막으로 감싸져 있다는 점에서 독특하다.현존하는 일부 테르모토가 종은 T. neapolitana[citation needed]포함한다.

테르모토갈레 계통발생학

색채가 풍부한 호열성(열성) 고세균 얼룩.오늘날 고고박테리아는 테르모토갈레스와는 다른 그들만의 영역으로 여겨진다.

모든 종류의 살아있는 나무 [15]프로젝트에 기초한 계통 발생.

테르모토갈레스속
테르모토가과
테르모토가

나프토필라

페트로필라

T. maritima (타입 sp)

티아폴리타나

유사기타모토가

피. 하이포게아

열마름

아테라네과

elfi

레테

호피도박테리아과
후르피도박테륨속

창바이쿰

아일랜디쿰

결절(타입 sp)

곤드와넨시

에프 리파리움

테르모시포

T. 액티버스

거레이

티아틀란티쿠스

티에펙투스

메라네시엔시스

T. 지구형 동물

아프리카누스(type sp)

자포니쿠스

시아노박테리아속

청록조류는 23억-27억 년 전에 진화한 광합성 [16]박테리아의 문인 그램 음성 박테리아이다.원핵생물은 광합성 [17]과정의 부산물로 산소를 생산한다.그들은 항균, 항균, 항바이러스, 항알제 성질을 가진 생물 활성 화합물을 만들 수 있는 잠재력 때문에 제약 및 농업에 뚜렷한 영향을 끼쳤다.전형적으로 그들은 호르몬으로 불리는 운동성 필라멘트를 형성하는데, 이것은 군락을 형성하고 싹을 틔우고 새로운 지역으로 이동할 수 있습니다.그것들은 북극 [citation needed]암석뿐만 아니라 담수, 해양, 토양, 암석(습하고 건조한 것 모두)을 포함한 환경에 위치하고 있다.

이 유기체들은 광합성 반응 센터를 진화시켰고 화석 기록에 나타난 최초의 산소 생성물이 되었다.그들은 대기의 이산화탄소를 제거하고 [18]산소를 방출하는 신진대사 과정을 촉진하기 위해 햇빛을 이용한다.이러한 특성 때문에 일부 과학자들은 이 문(문)이 약 23억년 전에[19] 산소화 대이벤트를 일으킨 것으로 보고 있다.

영어: 민물 연못에 시아노박테리아 꽃이 피었습니다.연못의 한쪽 구석에 쌓인 것은 바람의 표류에 의한 것입니다.누군가 물통 색깔을 물속에 버린 것처럼 보였다.

그러나 시아노박테리아를 생성하는 산소의 가장 가까운 친척들은 산소를 [20]생산하지 않았다.이 근연종들은 멜리나박테리아와 세리시토크로마티아인데 둘 다 광합성을 할 수 없다.유전자 염기서열 분석을 통해 과학자들은 이 두 그룹이 광합성 [20]반응의 기능에 필요한 유전자의 잔존물을 가지고 있지 않다는 것을 발견했다.이것은 시아노박테리아, 멜라나박테리아, 세리토크로마티아가 비광합성 공통 [citation needed]조상으로부터 진화했음을 시사한다.

레퍼런스

  1. ^ a b Battistuzzi, Fabia U.; Feijao, Andreia; Hedges, S Blair (2004). "A genomic timescale of prokaryote evolution: Insights into the origin of methanogenesis, phototrophy, and the colonization of land". BMC Evolutionary Biology. 4: 44. doi:10.1186/1471-2148-4-44. PMC 533871. PMID 15535883.
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외부 링크