단세포 생물

단세포 생물
보통 1~4cm(0.4~1.6인치)의 직경을 가진 조류인 발롱심실은 가장 큰 단세포 종에 속한다.

단세포 유기체로도 알려진 단세포 유기체는 여러 개의 세포로 구성된 다세포 유기체와 달리, 단일 세포로 구성된 유기체이다.유기체는 두 가지 일반적인 범주로 분류된다: 원핵 유기체와 진핵 유기체.모든 원핵생물은 단세포이고 박테리아와 고세균으로 분류된다.많은 진핵생물들이 다세포이지만, 원생동물, 단세포 조류, 단세포 곰팡이와 같은 단세포 생물들도 있다.단세포 유기체는 38억 년에서 40억 ^[1][2]년 전에 출현한 초기 프로토셀과 함께 가장 오래된 형태의 생명체라고 생각됩니다.

비록 몇몇 원핵생물들이 군집 생활을 하지만, 그들은 다른 기능을 가진 전문화된 세포들이 아니다.이 유기체들은 함께 살고, 각각의 세포들은 살아남기 위해 모든 생명 과정을 수행해야 한다.반대로, 가장 단순한 다세포 유기체들도 살아남기 위해 서로 의존하는 세포를 가지고 있다.

대부분의 다세포 유기체는 단세포 수명 주기 단계를 가지고 있다.예를 들어, 배우자는 다세포 ^[3]유기체를 위한 생식 단세포이다.게다가, 다세포성은 삶의 역사에서 독립적으로 여러 번 진화한 것으로 보인다.

Dictyostelium discoideum과 같은 일부 유기체는 부분적으로 단세포이다.추가적으로, 단세포 유기체는 Caulerpa, Plasmodium, Myxogastria와 같은 다핵체일 수 있다.

진화 가설

라이프 타임라인
이 상자: 보다 말해라.
−4500 — – — – −4000 — – — – −3500 — – — – −3000 — – — – −2500 — – — – −2000 — – — – −1500 — – — – −1000 — – — – −500 — – — – 0 —	물. 단세포 생활 광합성 진핵생물 다세포 생물 P l a n t s 절지동물 연체동물 꽃들 공룡들 포유동물 새들 영장류 H a d e a n A r c h e a n P r o t e r o z o i c P h a n e r o z o i c	← 지구가 형성되었다 ← 가장 오래된 물 ← 루카 ← 초기 화석 ← LHB 운석 ← 초기 산소 ← 퐁골라 빙하* ← 대기 산소 ← 후론 빙하* ← 성적 생식 ← 최초의 다세포 생물 ← 초기 균류 ← 초기 식물 ← 초기 동물 ← 빙하기* ← 에디아카란 생물군 ← 캄브리아기 폭발 ← 안데스 빙하* ← 최초의 네발동물 ← 카루 빙하기* ← 초기 유인원/인간 ← 제4기 빙하기*
(백만 년 전) * 빙하기

원시 프로토셀은 오늘날 단세포 유기체의 전조였다.생명의 기원은 여전히 미스터리이지만, RNA 세계 가설로 알려진 현재 지배적인 이론에서, 초기 RNA 분자는 유기 화학 반응과 자기 ^[4]복제를 촉매하는 기초가 되었을 것이다.

외부 환경과의 반응을 구별할 뿐만 아니라 화학 반응의 가능성을 높이기 위해 구획화가 필요했다.예를 들어,^[5] 초기 RNA 복제자 리보자임은 별도로 유지되지 않으면 다른 RNA 배열의 다른 복제자 리보자임을 복제했을 수 있다.일반적인 DNA 게놈 대신 RNA 게놈을 가진 이러한 가설 세포는 '리보세포' 또는 '리보세포'^[4]라고 불린다.

지질과 같은 양친동물이 물에 들어가면 소수성 꼬리가 모여 미셀과 소포를 형성하고 친수성 끝은 ^[2][5]바깥을 향합니다.원시 세포들은 화학 반응과 ^[5]환경을 분리하기 위해 자가 조립식 지방산 소포를 사용했을 것이다.그들의 단순함과 물에서 스스로 조립하는 능력 때문에, 이러한 단순한 막은 다른 형태의 초기 생물학적 ^[2]분자보다 먼저 만들어졌을 가능성이 있다.

원핵생물

원핵생물에는 미토콘드리아나 ^[6]핵과 같은 막과 결합된 세포기관이 없다.대신에, 대부분의 원핵 생물들은 핵으로 ^[7]알려진 DNA를 포함하는 불규칙한 영역을 가지고 있다.대부분의 원핵생물들은 단일 원형 염색체를 가지고 있는데, 이것은 전형적으로 선형 ^[8]염색체를 가지고 있는 진핵생물들과 대조적이다.영양학적으로 원핵생물들은 황, 셀룰로오스, 암모니아,^[9] 아질산염을 포함한 광범위한 유기 및 무기 물질을 신진대사에 사용할 수 있는 능력을 가지고 있다.원핵생물은 비교적 환경 어디에나 존재하며 일부는 극단적인 환경에서 번성한다.

박테리아

박테리아는 세계에서 가장 오래된 생명체 중 하나이며 사실상 ^[9]자연 어디에서나 발견된다.많은 일반적인 박테리아는 플라스미드를 가지고 있는데, 플라스미드는 박테리아 ^[11]염색체와 분리된 짧고, 원형이며, 자기 복제적인 DNA 분자입니다.플라스미드는 항생제 ^[12]내성이라는 현재 매우 중요한 새로운 능력에 책임이 있는 유전자를 운반할 수 있습니다.박테리아는 주로 2분열이라고 불리는 과정을 통해 무성생식을 한다.하지만, 약 80종의 다른 종들이 자연적인 유전자 ^[13]변형이라고 불리는 성적 과정을 겪을 수 있다.형질전환은 한 세포에서 다른 세포로 DNA를 전달하기 위한 박테리아 과정으로, 분명히 수용체 ^[14]세포에서 DNA 손상을 복구하기 위한 적응이다.또한 플라즈미드는 ^[12]접합으로 알려진 과정에서 필러스를 사용하여 교환할 수 있다.

광합성 시아노박테리아는 틀림없이 가장 성공적인 박테리아이며,^[15] 산소를 공급함으로써 지구의 초기 대기를 변화시켰다.스트로마톨라이트는 탄산칼슘 층과 시아노박테리아와 관련 박테리아로부터 남겨진 갇힌 침전물로 이루어진 구조물로, 광범위한 화석 ^[15][16]기록을 남겼다.스트로마톨라이트의 존재는 ^[16]시조시대(40억~25억년 전), 원생대(25억~5억4000만 년 전), 판네로생대(5억4000만 년 전~현재)에 걸쳐 나타나는 시아노박테리아 발달에 대한 훌륭한 기록을 제공한다.세계의 화석화된 스트로마톨라이트의 대부분은 서호주에서 ^[16]발견될 수 있다.그곳에서 가장 오래된 스트로마톨라이트 중 일부가 발견되었고, 일부는 약 34억 3천만 년 ^[16]전으로 거슬러 올라간다.

복제 노화는 박테리아에서 자연적으로 일어나며, 외부 스트레스 ^[17]요인이 없어도 발생할 수 있는 손상이 축적되기 때문인 것으로 보인다.

고세균

열수 분출구는 열과 황화수소를 방출하여 극친동물이 화학석영양성장을 ^[19]통해 생존할 수 있도록 합니다.고세균은 일반적으로 외모에 박테리아에, 박테리아처럼 이 때문에 그들의 원래 분류지만, 리보솜 RNA의 염기 서열까지 그들의 세포막 구조와 리보솜 RNA.[20][21]중 가장 두드러진 것에 상당한 분자 차이가 있는 것과 유사하다는 고세균 가장 분열 박테리아로부터 하고 선구자들 현대 euka 가능성이 발견되었다.ryotes,진핵생물과 ^[21]계통학적으로 더 관련이 있습니다.그들의 이름이 말해주듯, 고고학은 독창적,^[22] 고대적, 또는 원시적이라는 뜻의 그리스어 archaios에서 유래했다.

몇몇 고고학자들은 지구상에서 생물학적으로 가장 살기 힘든 환경에 살고 있으며, 이것은 어떤 면에서 생명체가 노출되었을^{[citation needed]} 가능성이 있는 초기, 가혹한 조건들을 모방한 것으로 여겨진다.이러한 고대 극친동물의 예는 다음과 같습니다.

• 친열성(Pyrobaculum, Pyrodictium, Pyrococcus,^[23] Thermus aquaticus 및 Melanopyrus속을 포함한 50°C-110°C의 최적 성장 온도).
• 사이코친위, 최적의 성장온도가 15°C 미만이며 메타노게늄속 및 할로루브럼속 ^[23]포함.
• 알칼리성, 최적 성장 pH가 8 ^[23][24]이상이며, 나트로노모나스속 포함.
• 친산성, 최적 성장 pH가 3 이하이며, 술폴로부스속 및 ^[23][25]피크로필루스속 포함.
• 압구충류(압구충류라고도 함)는 ^[23]메타노코커스속과 파이로코커스속을 포함한 심해 환경과 같은 130 MPa의 고압을 선호합니다.
• 할로아쿨라, 할로페락스, ^[23][26]할로코쿠스를 포함한 0.2M에서 5.2M의 고염분 농도에서 최적으로 성장합니다.

메타노겐은 고세의 중요한 부분집합이고 많은 극친동물을 포함하지만,^[27] 동물의 반추동물과 후추동물뿐만 아니라 습지 환경에서도 흔하다.이 과정은 수소를 이용하여 이산화탄소를 메탄으로 환원하고 에너지를 아데노신 ^[27]삼인산의 사용 가능한 형태로 방출합니다.그들은 ^[28]메탄을 생산할 수 있는 것으로 알려진 유일한 유기체이다.DNA 손상을 일으키는 스트레스 받는 환경 조건 하에서, 어떤 종류의 고세균은 ^[29]세포들 사이에 DNA를 모으고 옮긴다.이 전달의 기능은 기증자 ^[30]세포에서 손상된 DNA 배열 정보를 손상되지 않은 배열 정보로 대체하는 것으로 보입니다.

진핵생물

진핵 세포는 미토콘드리아, 핵, 그리고 엽록체와 같은 막에 묶인 세포들을 포함하고 있다.원핵 세포는 아마도 20억년에서 14억년 ^[31]사이에 진핵 세포로 전환되었을 것이다.이것은 진화의 중요한 단계였다.원핵생물과는 대조적으로 진핵생물은 유사분열과 감수분열을 이용하여 번식한다.성관계는 진핵생물의 ^[32]유비쿼터스하고 고대적이며 본질적인 속성으로 보인다.진정한 성적 과정인 감수분열은 부모의 DNA를 결합하고 재조합을 ^[31]통해 DNA 손상의 효율적인 재조합 복구와 보다 광범위한 유전자 다양성을 가능하게 한다.진핵생물에서의 대사기능은 특정 과정을 ^{[citation needed]}세포소기관으로 분할함으로써 더욱 전문화된다.

내생생물학 이론은 미토콘드리아와 엽록체가 박테리아에서 유래했다고 주장한다.두 기관 모두 그들만의 DNA 세트를 가지고 있고 박테리아와 같은 리보솜을 가지고 있다.현대의 미토콘드리아는 한때 리케시아와 비슷한 종으로 세포에 ^[33]기생하는 능력을 가지고 있었을 가능성이 있다.하지만, 만약 박테리아가 호흡을 할 수 있다면, 더 큰 세포가 기생충이 에너지와 ^[33]산소의 해독의 대가로 살 수 있도록 하는 것이 유익했을 것이다.엽록체는 아마도 유사한 일련의 사건들을 통해 공생체가 되었을 것이고, 아마도 시아노박테리아의 ^[34]후손일 것이다.모든 진핵생물들이 미토콘드리아나 엽록체를 가지고 있는 것은 아니지만, 미토콘드리아는 대부분의 진핵생물에서 발견되고 엽록체는 모든 식물과 조류에서 발견됩니다.광합성과 호흡은 본질적으로 서로 반대이고, 광합성과 결합된 호흡의 출현은 발효만 ^{[citation needed]}하는 것보다 훨씬 더 많은 에너지를 이용할 수 있게 했다.

원생동물

원생동물은 편모, 섬모,^[35] 그리고 가성동물을 포함한 그들의 이동 방법에 의해 크게 정의된다.원생동물의 완전한 다양성에 의해 야기된 원생동물의 분류에 대해 상당한 논란이 있었지만, 한 체계에서는 현재 원생동물 왕국에서 인정된 7개의 잎이 있다.유글레노조아, 아메보조아, 초아노조아 센수 카발리에 스미스, 루코조아, 페르콜로조아, 마이크로스포리디아, 설코조아.^[36][37]원생동물은 식물과 동물과 마찬가지로 이종영양동물이나 자기영양동물로 ^[33]간주될 수 있다.유글레나와 같은 자가영양 원생동물은 광합성을 통해 에너지를 생산할 수 있는 반면, 이종영양 원생동물은 입과 같은 굴을 통해 흘려보내거나 식세포증의 ^[33]일종인 유사동물로 음식을 삼켜서 섭취한다.원생동물들은 주로 무성생식을 하는 반면, 일부 원생동물들은 유성생식을 ^[33]할 수 있다.성기능이 있는 원생동물에는 병원성종인 플라즈모디움 팔시파룸, 톡소플라스마 곤디이,^[14] 트리파노소마 브루시, 십이지장, 라이슈마니아 등이 있다.

섬모충은 이동에 섬모를 이용하는 원생동물 집단이다.파라메슘, 스텐터, 보르티셀라 ^[38]등이 그 예입니다.섬모충은 물을 찾을 수 있는 거의 모든 환경에 널리 분포하고 있으며 섬모는 ^[39]유기체를 움직이기 위해 리드미컬하게 박동합니다.많은 섬모충들은 먹이를 잡거나, 몸을 고정하거나,^[40][41] 방어하기 위해 방출될 수 있는 창과 같은 기관인 세모충을 가지고 있다.섬모충은 또한 성생식을 할 수 있고 섬모충 특유의 두 개의 핵을 이용한다: 정상적인 대사 조절을 위한 마크롱 핵과 감수 ^[40]분열을 겪는 별도의 소핵.그러한 섬모충류의 예로는 스트레스 ^{[citation needed]}조건 하에서 획득된 DNA 손상을 복구하기 위해 감수생물 재조합을 사용할 가능성이 높은 파라메슘과 테트라히메나가 있다.

Amebozoa는 그들의 환경에서 움직이기 위해 의사족과 세포질 흐름을 이용한다.엔타메바 조직 분해증은 아메바 ^[42]이질의 원인이다.엔타메바 조직 분해증은 감수 ^[43]분열이 가능한 것으로 보인다.

단세포 조류

단세포 조류는 식물과 같은 자기영양동물이며 엽록소를 ^[44]포함하고 있다.이들은 다세포와 단세포 종을 모두 가진 그룹을 포함한다.

• 유글레노피타, 편모충, 대부분 민물에서 ^[44]자주 발생하는 단세포 조류.대부분의 다른 조류와 달리, 그들은 세포벽이 없고 혼합영양일 ^[44]수 있습니다.한 예로 유글레나 그라실리스가 있다.
• 클로로피타(녹조), 주로 ^[44]민물에서 발견되는 단세포 조류.엽록소는 육지 ^[45]식물의 진화와 가장 밀접한 관련이 있다고 믿기 때문에 특히 중요하다.
• 규조류, 규조 ^[46]세포벽을 가진 단세포 조류.그들은 민물에서도 ^[46]발견될 수 있지만 바다에서 가장 풍부한 형태의 조류이다.그들은 세계 1차 해양 생산량의 약 40%를 차지하며, 세계 ^[47]산소의 약 25%를 생산한다.규조류는 매우 다양하고 약 10만 ^[47]종으로 이루어져 있다.
• 단세포 편모조류인 Dinoflagellates.^[48] 셀룰로오스로 무장한 것도 있습니다.Dinoflagellate는 혼합영양성이며 적조의 ^[45]원인이 되는 조류입니다.방추모양균과 같은 일부 편모충류는 생물발광을 ^[49]할 수 있다.

단세포균류

단세포 곰팡이는 효모를 포함한다.곰팡이는 대부분의 서식지에서 발견되지만, 대부분은 ^[50]육지에서 발견됩니다.효모는 유사분열을 통해 번식하고, 많은 것들이 싹트기라고 불리는 과정을 이용하는데, 대부분의 세포질은 모세포에 ^[50]의해 유지된다.사카로미세스 세레비시아에는 탄수화물을 이산화탄소와 알코올로 발효시켜 맥주와 ^[51]빵 제조에 사용된다.세레비시아이는 또한 중요한 모델 유기체이다. 왜냐하면 그것은 성장하기 쉬운 진핵 생물이기 때문이다.그것은 암과 신경변성 질환을 연구하고 ^[52][53]세포주기를 이해하는 데 사용되어 왔다.또한, S. cerevisiae를 이용한 연구는 감수성 재조합의 메커니즘과 감수 분열의 적응 기능을 이해하는 데 중심적인 역할을 했다.칸디다균은 구강 및/또는 인후염(진드기)과 질(일반적으로 효모 ^[54]감염)을 일으키는 칸디다균의 원인입니다.

거시적 단세포 생물

대부분의 단세포 유기체는 미시적인 크기이기 때문에 미생물로 분류된다.그러나 일부 단세포 원생자와 박테리아는 육안으로 육안으로 ^[55]볼 수 있다.예를 들어 다음과 같습니다.

• 슬라임 곰팡이인 Brefeldia maxima는 표면적이 1평방미터가 넘고 무게가 약 20kg에^[56] 이르는 것으로 보고되었다.
• 유라미니페라문 원생동물인 제생식물군은 알려진 가장 큰 예이며, 시린사미나 프래길리시마가 최대 20cm(7.9인치)^[57]의 직경을 달성했습니다.
• 누물라이트, 유충류
• 엽록소과의 조류인 발롱심실은 직경이 1~4cm(0.4~2인치)^[58][59]에 이를 수 있다.
• 아세타불라리아, 조류
• 해조류인 ^{[60][unreliable source?]}Caulerpa는 3m까지^[61] 자랄 수 있습니다.
• 그로미아 스페어리카, 아메바, 5~38mm(0.2~1인치)^[61]
• 티오마가리타 나미비엔시스는 가장 큰 박테리아로 지름이 0.75mm에 이른다.
• 에풀로피슘 피셀소니균
• 트럼펫 동물체라는 별명이 붙은 섬모인 스텐토르

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스