Микробы

Эукариоты обладают двумя универсальными белками — актином и миозином, обеспечивающими разнообразные типы клеточной подвижности: амёбоидную активность, движение органелл внутри клетки, а у высших организмов — мышечные сокращения. Актиново-миозиновая система позволяет образовывать псевдоподии, захватывать ими жертву и формировать пищеварительные вакуоли (даже вирусы проникают в клетку эукариот путём провокации так называемого „эндоцитоза“ — клетка принимает их за нечто полезное, „проглатывает“, и вирус, оказавшись в цитоплазме, начинает свою разрушительную работу). Приобретение актиново-миозиновой системы позволило эукариотам питаться путём фагоцитоза, активно захватывая крупные пищевые частицы.

Появление таких организмов необычайно ускорило биотический круговорот, поскольку они стали потребителями бактериальной биомассы. Переваривая клетки бактерий, фаготрофные эукариоты быстро возвращали в круговорот веществ элементы, которые до этого могли снова попасть в него только путём медленного разложения. Можно предположить, что появление эукариот повлекло за собой резкое уменьшение „бактериальных ископаемых“, то есть отложений органических и неорганических веществ, возникших в результате деятельности бактерий.

Способность эукариот захватывать пищевые частицы подразумевала, что хищник должен быть крупнее жертвы. Действительно, линейные размеры мелких почвенных амёб или жгутиконосцов приблизительно в 10 раз превышают размеры бактерий, которыми они питаются. Таким образом, объём цитоплазмы эукариот примерно в 1000 раз больше, чем у прокариот, что требует и большого числа копий генов, чтобы снабжать цитоплазму продуктами транскрипции. Один из способов решения этой задачи — увеличение числа генофоров, то есть кольцевых молекул ДНК. По этому пути пошли крупные (так называемые „полиплоидные“) бактерии и предки эукариот с большим объёмом цитоплазмы. Множественные генофоры (первоначально одинаковые) стали зачатками хромосом, в которых постепенно накапливались различия.

При амёбоидном движении и питании путём фагоцитоза цитоплазма клетки (особенно периферическая) становится очень подвижной. Генофоры, прикреплённые к поверхностной мембране клетки, оказывались в зоне сильных токов цитоплазмы, поэтому в центральной цитоплазме появился защищённый мембранами участок, где хранились генофоры. Процесс мог происходить по-разному, но один из возможных путей — глубокие впячивания участков цитоплазматической мембраны с прикреплёнными к ним генофорами (ведь ядерная оболочка — это часть эндоплазматического ретикулюма эукариотной клетки, который может быть связан с внешней средой).

Первичные эукариоты, таким образом, имели ядро, ограниченное двойной ядерной оболочкой — производным эндоплазматического ретикулюма, но имели ещё кольцевое строение генофоров и были лишены специфических ядерных белков — гистонов. Как ни удивительно, подобное строение ядра сохранилось и у некоторых современных эукариот, например у динофлагеллят. У этих простейших ядро окружено двойной ядерной мембраной, но хромосомы содержат кольцевые молекулы ДНК, лишённые гистонов. По-видимому, ядро динофлагеллят — реликтовая структура, сохранившая строение, характерное для первичных эукариотных организмов.