تطور الخلايا
[[ملف:Darwin's finches by Gould.jpg|تصغير|200بك|يسار]]
يشير تطور [[خلية|الخلايا]] إلى أصل نشأة الخلايا في بادئ الأمر و[[التطور]] الذي لحق بها عبر السنين. حيث ظهرت أول خلية قبل 13.8 مليار سنة على الأقل.<ref name="Origin1">Schopf, JW, Kudryavtsev, AB, Czaja, AD, and Tripathi, AB. (2007). ''Evidence of Archean life: Stromatolites and microfossils.'' Precambrian Research 158:141-155.</ref><ref name="Origin2">Schopf, JW (2006). ''Fossil evidence of Archaean life.'' Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 29;361(1470):869-85.</ref><ref name="RavenJohnson2002">{{استشهاد بكتاب|مؤلف1=Peter Hamilton Raven|مؤلف2=George Brooks Johnson|عنوان=Biology|مسار=https://books.google.com/books?id=GtlqPwAACAAJ|تاريخ الوصول=7 July 2013|سنة=2002|ناشر=McGraw-Hill Education|isbn=978-0-07-112261-0|صفحة=68| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190502031228/https://books.google.com/books?id=GtlqPwAACAAJ | تاريخ أرشيف = 2 مايو 2019 }}</ref> و في هذا المقال نحن لا ننفي وجود الله هنا بل نتحدث من الناحية العلمية على الزمن الذي ظهرت في الخلية الاولى و كيف تطورت.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=الجبال صنع الله الذي أتقن كل شيء:, "رواسي أن تميد بكم "كيف ولماذ؟ وما النهاية؟|صحيفة=مجلة كلية الإمام الأعظم الجامعة|مسار=https://doi.org/10.36047/1227-000-027-038|مؤلف=أبو الهيثم|الأول=عادل محمد إبراهيم|تاريخ=2019|صفحات=269|دوي=10.36047/1227-000-027-038}}</ref>

== الخلية الأولى ==
{{جدول زمني للحياة}}كان نشأه الخلية ومن ثم تطورها هي الخطوة الأكثر أهمية في تطور الحياة على [[الأرض]]. نشأة الخلية هي علامة مرور من [[كيمياء|الكيمياء]] ما قبل الحيوية إلى وحدات تقسيم تشبه الخلايا الحديثة. التطور النهائي في الخلايا يعتمد في تطورة بشكل فعال عن طريق الانتقاء الطبيعي. وهذا التطور والتحول يسمى بتطور [[داروين (توضيح)|داروين]].

وإذا نُظر للحياة من منظور جزيئات النسخ المتماثل، فإن الخلايا تحتاج لشرطين أساسيين: الحماية من البيئة الخارجية، وحصر النشاط الكيميائي الحيوي. هناك حاجة للحفاظ على الجزيئات المعقدة مستقرة حتى وإن كانت البيئة عدوانية في بعض الأحيان. وهذا أساسي لتطور البنية البيولوجية. إذا كانت الجزيئات العائمة بحرية والتي يرمز لها بالإنزيمات ليست محكومة داخل الخلايا، فقد كانت لتستفيد بجزئيات النسخ المتماثل. يمكن النظر إلى العواقب المترتبة على نشرها في أشكال الحياة ب «التطفل افتراضيا.» ولذلك، فإن اختيار الضغط على جزيئات النسخ المتماثل يكون أقل، حيث أن جزيء 'محظوظ' يقوم بإنتاج [[إنزيم]] أفضل ليس بمميز عن غيره من أشباهه من [[إنزيم|الإنزيمات]] الأخرى. إذ يتم وضع الجزيء في غشاء خلية ما، وتكون الإنزيمات مخصصة فقط لخدمة تلك الخلية. فستكون هذه الخلية مستفادة بشكل فريد من تلك الإنزيمات التي تعمل بالشكل الأفضل لخدمة تلك الخلية.
وقد بدأ تقسيم الخلايا بداية من الشكل الكروي التي شكلتها proteinoids (تعنى بروتينات حرارية أو الخلايا شبية [[بروتين|البروتينات]])، الذي لوحظ عن طريق تسخين [[حمض أميني|الأحماض الأمينية]] مع [[حمض الفوسفوريك|حامض الفوسفوريك]] كمحفز. أنها تحمل الكثير من السمات الأساسية التي تقدمها أغشية الخلايا. والتي قد تكون أولى أشكال الحياة الخلوية على الأرض.
والاحتمال الآخر هو أن شواطئ المياه الساحلية القديمة ربما كانت بمثابة مختبرات عملاقة، ومساعدة بدورها في تجارب لا تحصى لإحداث الخلية الأولى. حيث أن الموجات على الشاطئ تقوم بخلق رغوة حساسة تتألف من الفقاعات. المياه الساحلية الضحلة تميل إلى أن تكون أكثر دفئا، وزيادة تركيز جزيئاتها عن طريق التبخر. في حين فقاعات تتألف في معظمها من الماء تميل إلى الاندفاع بسرعة، الفقاعات الزيتية هي الأكثر استقرارا، ومنح المزيد من الوقت لفقاعة معينة لتنفيذ هذه التجارب قد تكون حاسمة. مركبات فوسفوليبد ([[فسفورية|فوسفورية]]) هو مثال جيد على مركب زيتي نشأ في البحار يسبق التكوين الجنيني.

وتتكون الدهون الفوسفاتية من رأس محب للماء وفي مؤخرتها ذيل كاره للماء. حيث تمتلك خاصية مهمة لبناء أغشية الخلايا. ويمكن أن تندمج معا لتشكيل غشاء طبقة ثنائية. يمكن أن يحتوي فقاعة الدهن أحادي الطبقة فقط النفط، ولا يفضي إلى إيواء الجزيئات العضوية للذوبان في الماء، ولكن طبقة ثنائية من فقاعة الدهون يمكن أن تحتوي على [[ماء|الماء]]. وبمجرد توافر المكونات والمركبات الصحيحة في الوسط الخلوي، يتم بناء وتطوير بدائيات النوى الأولى، [[حقيقيات النوى]]، والكائنات [[متعددة الخلايا]].<ref>This theory is expanded upon in ''The Cell: Evolution of the First Organism'' by Joseph Panno</ref>{{بحاجة لمصدر|تاريخ=يناير 2015}}

== عملية الأيض ==
الخلايا الحيوية الموجودة الآن وهي ([[حقيقيات النوى]]، و[[بكتيريا|البكتيريا]]، والعتيقة) قد يكون هناك مجموعة من الكائنات الحية التي تتبادل تلك الخلايا بسهولة عن طريق [[جين|الجينات]]. وأمثلة على ذلك ː
* كائن ذاتي التغذية ː  هو مصطلح يطلق على الكائنات الحية التي تنتج مركبات عضوية معقدة (كالسكريات، و[[دهن|الدهون]]، و[[بروتين|البروتينات]]) من مواد بسيطة موجودة في محيط تلك الكائنات، وعادة ما يتم ذلك باستخدام الطاقة من الضوء (ب [[تركيب ضوئي|التمثيل الضوئي]])، أو من تفاعلات كيميائية غير عضوية التمثيل الكيميائي. تعد ذاتيات التغذية مصدر الغذاء الأول في [[سلسلة غذائية|السلسلة الغذائية]]؛ كالنباتات على اليابسة و[[طحالب|الطحالب]] في الماء. في يخضور النبات (الأوراق الخضراء) يتحول [[ثنائي أكسيد الكربون|ثاني أكسيد الكربون]] الموجود في الهواء مع الماء تحت فعل أشعة الشمس يكوّن منها مواد [[سكريات|كربوهيدرات]] وغيرها من المواد اللازمة لنمو النبات. تسمى تلك العملية [[تركيب ضوئي|التمثيل الضوئي]]. والنباتات التي تقوم بذلك تسمى «[[ذاتي التغذية|ذاتية التغذية]]».
* كائن غيري التغذية ː هي الكائنات الحية التي تحصل على غذائها عن طريق كائنات أخرى التي يستضيفها.
* Saprotrophs كائنات تقوم بامتصاص المواد الغذائية من الكائنات المتحللة
* Phagotrophs كائنات معقدة بما فيه الكفاية تقوم بهضم المواد الغذائية، بما في ذلك الكائنات الحية الأخرى. 
يبدو أن خلية حقيقية [[نواة (توضيح)|النواة]] قد تطورت من خلايا بدائية النواة. العضيات التي تحمل [[حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين|الحمض النووي]] مثل [[ميتوكندريون|الميتوكوندريا]] و[[بلاستيدة خضراء|البلاستيدات الخضراء]] هي من مخلفات [[بكتيريا|البكتيريا]] التكافلية القديمة التي تتنفس [[أكسجين|الأكسجين]] و[[بكتيريا زرقاء|البكتيريا الزرقاء]]، على التوالي، حيث قد تكون مستمده جزء على الأقل من بقية خلية من خلايا [[بدائيات النوى|بدائيات النواة]]. هذا المفهوم غالبا ما يطلق عليه نظرية endosymbiotic. لا يزال هناك جدل حول ما إذا كان العضيات مثل [[هيدروجينوسوم]] سبقت أصل [[ميتوكندريون|الميتوكوندريا،]] أو العكس بالعكس: انظر فرضية [[هيدروجين|الهيدروجين]] لأصل الخلايا حقيقية النواة.

كيف تطورت الأنساب الحالية من [[ميكروب|الميكروبات]] في هذا الوقت الحالى؟ وذلك السؤال ما يجعل علماء الأحياء يبحثون بشكل مكثف حول ذلك التطور، وذلك التحفيز تدفق بشكل كبير بسبب الاكتشافات الجديدة في علم [[مجموع مورثي|الجينوم]].<ref name="Kurland CG 2006">{{استشهاد بدورية محكمة | doi = 10.1126/science.1121674 | الأخير1 = Kurland | الأول1 = CG | الأخير2 = Collins | سنة = 2006 | الأول2 = LJ | الأخير3 = Penny | الأول3 = D | عنوان = Genomics and the irreducible nature of eukaryote cells | مسار = | صحيفة = Science | المجلد = 312 | العدد = 5776| صفحات = 1011–4 | pmid = 16709776 |bibcode = 2006Sci...312.1011K }}</ref>

== الشفرة الوراثية والحمض النووي الريبي ==

 انتقل [[حمض نووي ريبوزي|الحمض النووي الريبي]] القديم إلى العالم الخلوي الحديث عبر تطور تخليق [[بروتين|البروتين]]، يليه استبدال العديد من المحفزات بإنزيم من الانزيمات المعتمدة على البروتين. [[بروتين|البروتينات]] هي أكثر مرونة بكثير في الحفز من الحمض النووي الريبي بسبب وجود سلاسل من [[حمض أميني|الأحماض الأمينية]] المختلفة ذات خصائص كيميائية متميزة. يظهر سجل الحمض النووي الريبي في الخلايا الموجودة للحفاظ على بعض «الحفريات الجزيئية» من RNA الموجود الآن. وتشمل هذه الحفريات [[ريبوسوم|الريبوسوم]] نفسه (RNA يحفز تشكيل ببتيد السندات)، ومن أمثلة الحمض النووي الريبوزي الحديث: RNase P, and tRNAs <ref name="pmid9419221">{{استشهاد بدورية محكمة |doi=10.1007/PL00006275 |عدة مؤلفين=Poole AM, Jeffares DC, Penny D |عنوان=The path from the RNA world |صحيفة=J Mol Evol |المجلد=46 |العدد=1 |صفحات=1–17 |سنة=1998 |pmid=9419221}}</ref><ref name="pmid9419222">{{استشهاد بدورية محكمة |doi=10.1007/PL00006280 |عدة مؤلفين=Jeffares DC, Poole AM, Penny D |عنوان=Relics from the RNA world |مسار=https://archive.org/details/sim_journal-of-molecular-evolution_1998-01_46_1/page/18 |صحيفة=J Mol Evol |المجلد=46 |العدد=1 |صفحات=18–36 |سنة=1998 |pmid=9419222}}</ref><ref name="pmid15217990">{{استشهاد بدورية محكمة |doi=10.1080/10409230490460765 |مؤلف=Orgel LE |عنوان=Prebiotic chemistry and the origin of the RNA world |صحيفة=Crit Rev Biochem Mol Biol |المجلد=39 |العدد=2 |صفحات=99–123 |سنة= 2004|pmid=15217990}}</ref><ref name="pmid2476811">{{استشهاد بدورية محكمة |doi=10.1073/pnas.86.18.7054 |مؤلف=Benner SA, Ellington AD, Tauer A |عنوان=Modern metabolism as a palimpsest of the RNA world |صحيفة=Proc Natl Acad Sci U S A |المجلد=86 |العدد=18 |صفحات=7054–8 |سنة=1989 |pmid=2476811 |pmc=297992|bibcode = 1989PNAS...86.7054B |الأخير2=Ellington |الأخير3=Tauer }}</ref>

== النماذج المعيارية ==
على الرغم من النزاع حول الأصول التطورية لسلالات الخلايا الحديثة الرئيسية، إلا أن الفروق الأساسية بين السلالات الرئيسية الثلاث للحياة الخلوية (تدعى بالنطاقات) راسخة ومثبتة.

يبدي كل نطاق من هذه النطاقات الثلاثة خصائصًا مميزةً فيما يتعلق بتضاعف الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين، النسخ، والترجمة؛ يوجد ثلاثة نسخ من الحمض النووي الريبي الريبوسومي، وثلاث نسخ عمومًا من كل بروتين ريبوسومي، نسخة واحدة لكل نطاق. تسمى هذه السبل الثلاثة لتخليق البروتين بالنماذج المعيارية، ووجود هذه النماذج المعيارية يوفر الأساس لتعريف النطاقات الرئيسية الثلاث -البكتيريا القديمة، البكتيريا، وحقيقيات النوى- للخلايا الموجودة حاليًا.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة | doi = 10.1016/S0092-8674(00)80284-6 | الأخير1 = Olsen | الأول1 = GJ | الأخير2 = Woese | الأول2 = CR | الأخير3 = Ibba | الأول3 = M. | الأخير4 = Soll | الأول4 = D. | عنوان = Archaeal genomics: an overview | صحيفة = Cell | المجلد = 89 | العدد = 7 | صفحات = 991–4 | سنة = 1997 | pmid = 9215619 }}</ref>

== استخدام علم الجينوم لاستنتاج الخطوط التطورية الأولى ==
تحولت الجهود العلمية إلى تحليل تسلسل [[مجموع مورثي|الجينوم]] الكامل، بدلاً من الاعتماد على جين واحد أو بضع جينات مثل جين الوحدة الفرعية الصغيرة للحمض النووي الريبي الريبوسومي (SSU rRNA) لإعادة بناء الخطوات الأولى التطور.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |الأخير1= Daubin |الأول1= V |الأخير2= Moran |الأول2= NA |الأخير3= Ochman |الأول3= H |عنوان= Phylogenetics and the cohesion of bacterial genomes |صحيفة= Science |المجلد= 301 |العدد= 5634 |صفحات= 829–32 |سنة= 2003 |pmid= 12907801 |doi= 10.1126/science.1086568|bibcode = 2003Sci...301..829D }}
* {{استشهاد بدورية محكمة | doi = 10.1126/science.1086292 | الأخير1 = Eisen | الأول1 = JA | الأخير2 = Fraser | الأول2 = CM | سنة = 2003 | عنوان = Viewpoint phylogenomics: intersection of evolution and genomics | مسار = | صحيفة = Science | المجلد = 300 | العدد = 5626| صفحات = 1706–7 | pmid = 12805538 | bibcode=2003Sci...300.1706E}}
* {{استشهاد بدورية محكمة |doi=10.1093/bioinformatics/bth324 |الأخير1=Henz |الأول1=SR |الأخير2=Huson |الأول2=DH |الأخير3=Auch |الأول3=AF |الأخير4=Nieselt-Struwe |الأول4=K |الأخير5=Schuster |الأول5=SC |عنوان=Whole-genome prokaryotic phylogeny |مسار= http://bioinformatics.oxfordjournals.org/cgi/content/full/21/10/2329 |صحيفة=Bioinformatics |المجلد=21 |العدد=10 |صفحات=2329–35 |سنة=2005  |pmid = 15166018 |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20100206090033/http://bioinformatics.oxfordjournals.org:80/cgi/content/full/21/10/2329|تاريخ أرشيف=2010-02-06}}</ref>

لا تُحيط الأشجار التطورية المعتمدة على الوحدة الصغيرة للحمض النووي الريبي الريبوسومي (SSU rRNA) فقط ببدايات تطور حقيقيات النوى على نحوٍ دقيق، ولا تزال الخلايا السلف لحقيقيات النوى غامضة. على سبيل المثال: يُظهر تحليل الجينوم الكامل لفطر حقيقي النواة ارتباط جيناته الوثيق بالجينات البكتيرية أكثر من ارتباطها البكتيريا القديمة، ومن الواضح الآن أن البكتيريا القديمة ليست الأسلاف البسيطة لحقيقيات النواة، وذلك بعكس ما أبدته نتائج سابقة اعتمدت على الوحدة الصغيرة للحمض النووي الريبي الريبوسومي (SSU rRNA) وعدة جينات أخرى.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة | الأخير1 = Esser | الأول1 = C | الأخير2 = Ahmadinejad | الأول2 = N | الأخير3 = Wiegand | الأول3 = C | الأخير4 = Rotte | الأول4 = C | الأخير5 = Sebastiani | الأول5 = F | الأخير6 = Gelius-Dietrich | الأول6 = G | الأخير7 = Henze | الأول7 = K | الأخير8 = Kretschmann | الأول8 = E | الأخير9 = Richly | الأول9 = E | الأخير10 = Leister | الأول10 = D | الأخير11 = Bryant | الأول11 = D | الأخير12 = Steel | الأول12 = M. A. | الأخير13 = Lockhart | الأول13 = P. J. | الأخير14 = Penny | الأول14 = D | الأخير15 = Martin | الأول15 = W | عنوان = A genome phylogeny for mitochondria among alpha-proteobacteria and a predominantly eubacterial ancestry of yeast nuclear genes | مسار = https://archive.org/details/sim_molecular-biology-and-evolution_2004-09_21_9/page/1643 | صحيفة = Molecular Biology and Evolution | المجلد = 21 | العدد = 9 | صفحات = 1643–60 | سنة = 2004 | pmid = 15155797 | doi = 10.1093/molbev/msh160 | إظهار المؤلفين = 8 }}</ref>

تقول إحدى الفرضيات بأن أول خلية منواة نشأت من نوعين مختلفين تمامًا من بدائيات النواة القديمة (خلايا غير منواة)، حيث شكل هذين النوعين علاقةً تكافليةً مع بعضها البعض لإنجاز سبلٍ أيضيةٍ مختلفة، ويُعتَقَد أن أحد شركاء هذا التكافل كان عبارة عن خلية بكتيرية والآخر خلية بكتيرية قديمة. من المفترض أن هذه الشراكة التكافلية تطورت عبر الاندماج/الانصهار الخلوي بين هذين الشريكين لينتج عن ذلك خلية هجينة تمتلك غشاءً يحيط بمكونات داخلية؛ الأمر الذي مهّد للخلايا المنواة. تلى هذا الاندماج انتقال جينوم الشريكين إلى النواة ليندمجا هما الآخرين مع بعضهم البعض. اقتُرِحَت عدة أشكال أخرى من هذه الفرضية حول منشأ الخلايا المنواة.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة | doi = 10.1093/molbev/msh160 | الأخير1 = Esser | الأول1 = C | الأخير2 = Ahmadinejad | سنة = 2004 | الأول2 = N | الأخير3 = Wiegand | الأول3 = C | الأخير4 = Rotte | الأول4 = C | الأخير5 = Sebastiani | الأول5 = F | الأخير6 = Gelius-Dietrich | الأول6 = G | الأخير7 = Henze | الأول7 = K | الأخير8 = Kretschmann | الأول8 = E | الأخير9 = Richly | الأول9 = E | الأخير10 = Leister | الأول10 = D | الأخير11 = Bryant | الأول11 = D | الأخير12 = Steel | الأول12 = M. A. | الأخير13 = Lockhart | الأول13 = P. J. | الأخير14 = Penny | الأول14 = D | الأخير15 = Martin | الأول15 = W | عنوان = A genome phylogeny for mitochondria among alpha-proteobacteria and a preedominantly eubacterial ancestry of yeast nuclear genes | مسار =https://archive.org/details/sim_molecular-biology-and-evolution_2004-09_21_9/page/1643| صحيفة = Mol Biol Evol | المجلد = 21 | العدد = 9| صفحات = 1643–50 | pmid = 15155797 | إظهار المؤلفين = 8 | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20220405080024/https://archive.org/details/sim_molecular-biology-and-evolution_2004-09_21_9/page/1643 | تاريخ أرشيف = 5 أبريل 2022 }}</ref> يعارض علماء أحياء آخرون هذا المفهوم ويؤكدون على موضوع العلاقات الأيضية في المجتمع، وهي فكرة تقول بأن مجتمعات الحياة الأولى اشتملت على كيانات مختلفة عديدة، وأنها تشاركت موادها الجينية على نطاق أوسع من الميكروبات الحالية.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة | doi = 10.1073/pnas.132266999 | الأخير1 = Woese | الأول1 = C | سنة = 2002 | عنوان = On the evolution of cells | مسار = https://www.pnas.org/content/99/13/8742.full | صحيفة = Proc Natl Acad Sci USA | المجلد = 99 | العدد = 13| صفحات = 8742–7 | pmid = 12077305 | pmc = 124369 |bibcode = 2002PNAS...99.8742W |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20080328075305/http://www.pnas.org:80/cgi/content/full/99/13/8742|تاريخ أرشيف=2008-03-28}}</ref>

== اقتباسات ==
<blockquote class="">«يمكن القول أن تطور الخلايا الحديثة هي المشكلة الأكثر تحديا في مجال علم الأحياء في أي وقت مضى.  في أيام داروين بالكاد يمكن أن يتصور المشكلة. فقد كانت ولفترة طويلة من القرن 20th مستعصية على الحل. وبدأ الشغف من قبل العلماء لدراسة التطور الخلوي، والمشاكل التي قد يتعرضون اليها وكيفية التعامل معها، ولم يكن حتى وقتها قد وصلت علوم [[جينوم بشري|الجينوم]] الميكروبية على الساحة  حيث كان العلماء يستغلونها بشكل كبيرة في التعامل مع مشكلة التطور الخلوي.» (كارل وويس، 2002).<ref>{{استشهاد بدورية محكمة | doi = 10.1073/pnas.132266999 | الأخير1 = Woese | الأول1 = CR | عنوان = On the evolution of cells | مسار = https://www.pnas.org/content/99/13/8742.full | صحيفة = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | المجلد = 99 | العدد = 13 | صفحات = 8742–7 | سنة = 2002 | pmid = 12077305 | pmc = 124369 |bibcode = 2002PNAS...99.8742W |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20080328075305/http://www.pnas.org:80/cgi/content/full/99/13/8742|تاريخ أرشيف=2008-03-28}}</ref></blockquote>

== وصلات خارجية ==
* [http://tolweb.org/Life_on_Earth/1 Life on Earth]
* [http://www.pnas.org/cgi/content/full/98/3/805 The universal nature of biochemistry]
* [https://web.archive.org/web/20180207152354/http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/E/Endosymbiosis.html Endosymbiosis and The Origin of Eukaryotes]
* [https://web.archive.org/web/20190510101634/http://palaeos.com/eukarya/eukarya.html Origins of the Eukarya.]

== مراجع ==
{{مراجع}}
{{ضبط استنادي}}
{{تطور}}
{{شريط بوابات|علم الأحياء|علم الأحياء التطوري|علم الأحياء الخلوي والجزيئي}}

[[تصنيف:علم الأحياء التطوري]]
[[تصنيف:علم الأحياء الخلوي]]
يشير تطور الخلايا إلى أصل نشأة الخلايا في بادئ الأمر والتطور الذي لحق بها عبر السنين. حيث ظهرت أول خلية قبل 13.8 مليار سنة على الأقل.Schopf, JW, Kudryavtsev, AB, Czaja, AD, and Tripathi, AB. (2007). Evidence of Archean life: Stromatolites and microfossils. Precambrian Research 158:141-155.Schopf, JW (2006). Fossil evidence of Archaean life. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 29;361(1470):869-85. و في هذا المقال نحن لا ننفي وجود الله هنا بل نتحدث من الناحية العلمية على الزمن الذي ظهرت في الخلية الاولى و كيف تطورت.

 الخلية الأولى 
كان نشأه الخلية ومن ثم تطورها هي الخطوة الأكثر أهمية في تطور الحياة على الأرض. نشأة الخلية هي علامة مرور من الكيمياء ما قبل الحيوية إلى وحدات تقسيم تشبه الخلايا الحديثة. التطور النهائي في الخلايا يعتمد في تطورة بشكل فعال عن طريق الانتقاء الطبيعي. وهذا التطور والتحول يسمى بتطور داروين.

وإذا نُظر للحياة من منظور جزيئات النسخ المتماثل، فإن الخلايا تحتاج لشرطين أساسيين: الحماية من البيئة الخارجية، وحصر النشاط الكيميائي الحيوي. هناك حاجة للحفاظ على الجزيئات المعقدة مستقرة حتى وإن كانت البيئة عدوانية في بعض الأحيان. وهذا أساسي لتطور البنية البيولوجية. إذا كانت الجزيئات العائمة بحرية والتي يرمز لها بالإنزيمات ليست محكومة داخل الخلايا، فقد كانت لتستفيد بجزئيات النسخ المتماثل. يمكن النظر إلى العواقب المترتبة على نشرها في أشكال الحياة ب «التطفل افتراضيا.» ولذلك، فإن اختيار الضغط على جزيئات النسخ المتماثل يكون أقل، حيث أن جزيء 'محظوظ' يقوم بإنتاج إنزيم أفضل ليس بمميز عن غيره من أشباهه من الإنزيمات الأخرى. إذ يتم وضع الجزيء في غشاء خلية ما، وتكون الإنزيمات مخصصة فقط لخدمة تلك الخلية. فستكون هذه الخلية مستفادة بشكل فريد من تلك الإنزيمات التي تعمل بالشكل الأفضل لخدمة تلك الخلية.
وقد بدأ تقسيم الخلايا بداية من الشكل الكروي التي شكلتها proteinoids (تعنى بروتينات حرارية أو الخلايا شبية البروتينات)، الذي لوحظ عن طريق تسخين الأحماض الأمينية مع حامض الفوسفوريك كمحفز. أنها تحمل الكثير من السمات الأساسية التي تقدمها أغشية الخلايا. والتي قد تكون أولى أشكال الحياة الخلوية على الأرض.
والاحتمال الآخر هو أن شواطئ المياه الساحلية القديمة ربما كانت بمثابة مختبرات عملاقة، ومساعدة بدورها في تجارب لا تحصى لإحداث الخلية الأولى. حيث أن الموجات على الشاطئ تقوم بخلق رغوة حساسة تتألف من الفقاعات. المياه الساحلية الضحلة تميل إلى أن تكون أكثر دفئا، وزيادة تركيز جزيئاتها عن طريق التبخر. في حين فقاعات تتألف في معظمها من الماء تميل إلى الاندفاع بسرعة، الفقاعات الزيتية هي الأكثر استقرارا، ومنح المزيد من الوقت لفقاعة معينة لتنفيذ هذه التجارب قد تكون حاسمة. مركبات فوسفوليبد (فوسفورية) هو مثال جيد على مركب زيتي نشأ في البحار يسبق التكوين الجنيني.

وتتكون الدهون الفوسفاتية من رأس محب للماء وفي مؤخرتها ذيل كاره للماء. حيث تمتلك خاصية مهمة لبناء أغشية الخلايا. ويمكن أن تندمج معا لتشكيل غشاء طبقة ثنائية. يمكن أن يحتوي فقاعة الدهن أحادي الطبقة فقط النفط، ولا يفضي إلى إيواء الجزيئات العضوية للذوبان في الماء، ولكن طبقة ثنائية من فقاعة الدهون يمكن أن تحتوي على الماء. وبمجرد توافر المكونات والمركبات الصحيحة في الوسط الخلوي، يتم بناء وتطوير بدائيات النوى الأولى، حقيقيات النوى، والكائنات متعددة الخلايا.This theory is expanded upon in The Cell: Evolution of the First Organism by Joseph Panno

 عملية الأيض 
الخلايا الحيوية الموجودة الآن وهي (حقيقيات النوى، والبكتيريا، والعتيقة) قد يكون هناك مجموعة من الكائنات الحية التي تتبادل تلك الخلايا بسهولة عن طريق الجينات. وأمثلة على ذلك ː
 كائن ذاتي التغذية ː  هو مصطلح يطلق على الكائنات الحية التي تنتج مركبات عضوية معقدة (كالسكريات، والدهون، والبروتينات) من مواد بسيطة موجودة في محيط تلك الكائنات، وعادة ما يتم ذلك باستخدام الطاقة من الضوء (ب التمثيل الضوئي)، أو من تفاعلات كيميائية غير عضوية التمثيل الكيميائي. تعد ذاتيات التغذية مصدر الغذاء الأول في السلسلة الغذائية؛ كالنباتات على اليابسة والطحالب في الماء. في يخضور النبات (الأوراق الخضراء) يتحول ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء مع الماء تحت فعل أشعة الشمس يكوّن منها مواد كربوهيدرات وغيرها من المواد اللازمة لنمو النبات. تسمى تلك العملية التمثيل الضوئي. والنباتات التي تقوم بذلك تسمى «ذاتية التغذية».
 كائن غيري التغذية ː هي الكائنات الحية التي تحصل على غذائها عن طريق كائنات أخرى التي يستضيفها.
 Saprotrophs كائنات تقوم بامتصاص المواد الغذائية من الكائنات المتحللة
 Phagotrophs كائنات معقدة بما فيه الكفاية تقوم بهضم المواد الغذائية، بما في ذلك الكائنات الحية الأخرى. 
يبدو أن خلية حقيقية النواة قد تطورت من خلايا بدائية النواة. العضيات التي تحمل الحمض النووي مثل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء هي من مخلفات البكتيريا التكافلية القديمة التي تتنفس الأكسجين والبكتيريا الزرقاء، على التوالي، حيث قد تكون مستمده جزء على الأقل من بقية خلية من خلايا بدائيات النواة. هذا المفهوم غالبا ما يطلق عليه نظرية endosymbiotic. لا يزال هناك جدل حول ما إذا كان العضيات مثل هيدروجينوسوم سبقت أصل الميتوكوندريا، أو العكس بالعكس: انظر فرضية الهيدروجين لأصل الخلايا حقيقية النواة.

كيف تطورت الأنساب الحالية من الميكروبات في هذا الوقت الحالى؟ وذلك السؤال ما يجعل علماء الأحياء يبحثون بشكل مكثف حول ذلك التطور، وذلك التحفيز تدفق بشكل كبير بسبب الاكتشافات الجديدة في علم الجينوم.

 الشفرة الوراثية والحمض النووي الريبي 

 انتقل الحمض النووي الريبي القديم إلى العالم الخلوي الحديث عبر تطور تخليق البروتين، يليه استبدال العديد من المحفزات بإنزيم من الانزيمات المعتمدة على البروتين. البروتينات هي أكثر مرونة بكثير في الحفز من الحمض النووي الريبي بسبب وجود سلاسل من الأحماض الأمينية المختلفة ذات خصائص كيميائية متميزة. يظهر سجل الحمض النووي الريبي في الخلايا الموجودة للحفاظ على بعض «الحفريات الجزيئية» من RNA الموجود الآن. وتشمل هذه الحفريات الريبوسوم نفسه (RNA يحفز تشكيل ببتيد السندات)، ومن أمثلة الحمض النووي الريبوزي الحديث: RNase P, and tRNAs 

 النماذج المعيارية 
على الرغم من النزاع حول الأصول التطورية لسلالات الخلايا الحديثة الرئيسية، إلا أن الفروق الأساسية بين السلالات الرئيسية الثلاث للحياة الخلوية (تدعى بالنطاقات) راسخة ومثبتة.

يبدي كل نطاق من هذه النطاقات الثلاثة خصائصًا مميزةً فيما يتعلق بتضاعف الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين، النسخ، والترجمة؛ يوجد ثلاثة نسخ من الحمض النووي الريبي الريبوسومي، وثلاث نسخ عمومًا من كل بروتين ريبوسومي، نسخة واحدة لكل نطاق. تسمى هذه السبل الثلاثة لتخليق البروتين بالنماذج المعيارية، ووجود هذه النماذج المعيارية يوفر الأساس لتعريف النطاقات الرئيسية الثلاث -البكتيريا القديمة، البكتيريا، وحقيقيات النوى- للخلايا الموجودة حاليًا.

 استخدام علم الجينوم لاستنتاج الخطوط التطورية الأولى 
تحولت الجهود العلمية إلى تحليل تسلسل الجينوم الكامل، بدلاً من الاعتماد على جين واحد أو بضع جينات مثل جين الوحدة الفرعية الصغيرة للحمض النووي الريبي الريبوسومي (SSU rRNA) لإعادة بناء الخطوات الأولى التطور. 
 

لا تُحيط الأشجار التطورية المعتمدة على الوحدة الصغيرة للحمض النووي الريبي الريبوسومي (SSU rRNA) فقط ببدايات تطور حقيقيات النوى على نحوٍ دقيق، ولا تزال الخلايا السلف لحقيقيات النوى غامضة. على سبيل المثال: يُظهر تحليل الجينوم الكامل لفطر حقيقي النواة ارتباط جيناته الوثيق بالجينات البكتيرية أكثر من ارتباطها البكتيريا القديمة، ومن الواضح الآن أن البكتيريا القديمة ليست الأسلاف البسيطة لحقيقيات النواة، وذلك بعكس ما أبدته نتائج سابقة اعتمدت على الوحدة الصغيرة للحمض النووي الريبي الريبوسومي (SSU rRNA) وعدة جينات أخرى.

تقول إحدى الفرضيات بأن أول خلية منواة نشأت من نوعين مختلفين تمامًا من بدائيات النواة القديمة (خلايا غير منواة)، حيث شكل هذين النوعين علاقةً تكافليةً مع بعضها البعض لإنجاز سبلٍ أيضيةٍ مختلفة، ويُعتَقَد أن أحد شركاء هذا التكافل كان عبارة عن خلية بكتيرية والآخر خلية بكتيرية قديمة. من المفترض أن هذه الشراكة التكافلية تطورت عبر الاندماج/الانصهار الخلوي بين هذين الشريكين لينتج عن ذلك خلية هجينة تمتلك غشاءً يحيط بمكونات داخلية؛ الأمر الذي مهّد للخلايا المنواة. تلى هذا الاندماج انتقال جينوم الشريكين إلى النواة ليندمجا هما الآخرين مع بعضهم البعض. اقتُرِحَت عدة أشكال أخرى من هذه الفرضية حول منشأ الخلايا المنواة. يعارض علماء أحياء آخرون هذا المفهوم ويؤكدون على موضوع العلاقات الأيضية في المجتمع، وهي فكرة تقول بأن مجتمعات الحياة الأولى اشتملت على كيانات مختلفة عديدة، وأنها تشاركت موادها الجينية على نطاق أوسع من الميكروبات الحالية.

 اقتباسات 
«يمكن القول أن تطور الخلايا الحديثة هي المشكلة الأكثر تحديا في مجال علم الأحياء في أي وقت مضى.  في أيام داروين بالكاد يمكن أن يتصور المشكلة. فقد كانت ولفترة طويلة من القرن 20th مستعصية على الحل. وبدأ الشغف من قبل العلماء لدراسة التطور الخلوي، والمشاكل التي قد يتعرضون اليها وكيفية التعامل معها، ولم يكن حتى وقتها قد وصلت علوم الجينوم الميكروبية على الساحة  حيث كان العلماء يستغلونها بشكل كبيرة في التعامل مع مشكلة التطور الخلوي.» (كارل وويس، 2002).

 وصلات خارجية 
 Life on Earth
 The universal nature of biochemistry
 Endosymbiosis and The Origin of Eukaryotes
 Origins of the Eukarya.

 مراجع 

تصنيف:علم الأحياء التطوري
تصنيف:علم الأحياء الخلوي