ជីវសំយោគនៃ ប្រូតេអ៊ីន និង អាស៊ីត nucleic តម្រូវឱ្យមាន អាសូត ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ អាសូតបរិយាកាសមិនមានសម្រាប់ទេ។ eukaryotes សម្រាប់ការសំយោគសរីរាង្គ។ មានតែ prokaryotes តិចតួចប៉ុណ្ណោះ (ដូចជា cyanobacteria, ក្លស្រីឌីយ៉ា, បុរាណវិទ្យា ល) មានសមត្ថភាពក្នុងការជួសជុលអាសូតម៉ូលេគុលដែលមានយ៉ាងបរិបូរណ៍នៅក្នុង បរិយាកាស. ការជួសជុលអាសូតមួយចំនួន បាក់តេរី រស់នៅក្នុងកោសិកា eukaryotic នៅក្នុងទំនាក់ទំនង symbiotic ជា endosymbionts ។ ឧទាហរណ៍ cyanobacteria Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) គឺជាអង់ដូស៊ីមប៊ីននៃមីក្រូសារាយឯកកោសិកា Braarudosphaera bigelowii នៅក្នុងប្រព័ន្ធសមុទ្រ។ បាតុភូតធម្មជាតិបែបនេះត្រូវបានគេគិតថាបានដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការវិវត្តន៍នៃ eukaryotic កោសិកា organelles mitochondria និង chloroplasts តាមរយៈការរួមបញ្ចូលនៃបាក់តេរី endosymbiotic ទៅកោសិកា eukaryotic ។ នៅក្នុងការសិក្សាដែលបានចេញផ្សាយថ្មីៗនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវបានរកឃើញថា cyanobacteria "UCYN-A"បានរួមបញ្ចូលយ៉ាងជិតស្និទ្ធជាមួយ microalgae eukaryotic Braarudosphaera bigelowii ហើយបានវិវត្តន៍ពី endosymbiont ទៅជា organelle កោសិកា eukaryotic ជួសជុលអាសូតដែលមានឈ្មោះថា nitroplast ។ នេះបានធ្វើឱ្យ microalgae Braarudosphaera bigelowii eukaryote ជួសជុលអាសូតដែលគេស្គាល់ដំបូងគេ។ ការរកឃើញនេះបានពង្រីកមុខងារនៃការជួសជុលអាសូតបរិយាកាសពី prokaryotes ទៅ eukaryotes ។
Symbiosis ពោលគឺសារពាង្គកាយនៃប្រភេទផ្សេងៗគ្នាចែករំលែកទីជម្រក និងរស់នៅជាមួយគ្នា គឺជាបាតុភូតធម្មជាតិធម្មតា។ ដៃគូនៅក្នុងទំនាក់ទំនង symbiotic អាចទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ពីគ្នាទៅវិញទៅមក (គ្នាទៅវិញទៅមក) ឬមួយអាចទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ខណៈពេលដែលអ្នកផ្សេងទៀតនៅតែមិនមានផលប៉ះពាល់ (commensalism) ឬអត្ថប្រយោជន៍មួយខណៈពេលដែលអ្នកផ្សេងទៀតមានះថាក់ (ប៉ារ៉ាស៊ីត) ។ ទំនាក់ទំនង symbiotic ត្រូវបានគេហៅថា endosymbiosis នៅពេលដែលសារពាង្គកាយមួយរស់នៅខាងក្នុងមួយទៀត ឧទាហរណ៍ កោសិកា prokaryotic រស់នៅក្នុងកោសិកា eukaryotic ។ កោសិកា prokaryotic ក្នុងស្ថានភាពបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា endosymbiont ។
Endosymbiosis (ឧ, ផ្ទៃក្នុងនៃ prokaryotes ដោយកោសិកា eukaryotic ដូនតា) បានដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការវិវត្តន៍នៃ mitochondria និង chloroplasts ដែលជាកោសិកាកោសិកាលក្ខណៈនៃកោសិកា eukaryotic ស្មុគស្មាញ ដែលរួមចំណែកដល់ការរីកសាយនៃទម្រង់ជីវិត eukaryotic ។ ប្រូតេអូបាក់តេរីអារ៉ូប៊ីកត្រូវបានគេគិតថាបានចូលទៅក្នុងកោសិកា eukaryotic ដូនតាដើម្បីក្លាយជា endosymbiont នៅពេលដែលបរិស្ថានកាន់តែសម្បូរអុកស៊ីសែន។ សមត្ថភាពរបស់ endosymbiont proteobacterium ក្នុងការប្រើអុកស៊ីហ្សែនដើម្បីបង្កើតថាមពលបានអនុញ្ញាតឱ្យ eukaryote ម្ចាស់ផ្ទះអាចលូតលាស់នៅក្នុងបរិយាកាសថ្មីខណៈពេលដែល eukaryotes ផ្សេងទៀតបានផុតពូជដោយសារតែសម្ពាធជ្រើសរើសអវិជ្ជមានដែលដាក់ដោយបរិស្ថានដែលសម្បូរអុកស៊ីសែនថ្មី។ នៅទីបំផុត proteobacterium រួមបញ្ចូលជាមួយប្រព័ន្ធម៉ាស៊ីនដើម្បីក្លាយជា mitochondrion ។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ cyanobacteria សំយោគរស្មីសំយោគមួយចំនួនបានចូលទៅក្នុង eukaryotes ដូនតាដើម្បីក្លាយជា endosymbiont ។ តាមពេលវេលាកំណត់ ពួកគេបានរួមផ្សំជាមួយនឹងប្រព័ន្ធម៉ាស៊ីន eukaryotic ដើម្បីក្លាយជា chloroplasts ។ Eukaryotes ជាមួយ chloroplasts ទទួលបានសមត្ថភាពក្នុងការជួសជុលកាបូនបរិយាកាស ហើយក្លាយជា autotrophs ។ ការវិវត្តន៍នៃ eukaryotes ជួសជុលកាបូនពី eukaryotes ដូនតាគឺជាចំណុចរបត់មួយនៅក្នុងប្រវត្តិសាស្រ្តនៃជីវិតនៅលើផែនដី។
អាសូតត្រូវបានទាមទារសម្រាប់ការសំយោគសរីរាង្គនៃប្រូតេអ៊ីន និងអាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីក ប៉ុន្តែសមត្ថភាពក្នុងការជួសជុលអាសូតបរិយាកាសត្រូវបានកំណត់ត្រឹមតែ prokaryotes មួយចំនួនប៉ុណ្ណោះ (ដូចជា cyanobacteria, clostridia, archaea ជាដើម)។ គ្មាន eukaryotes ដែលគេស្គាល់អាចជួសជុលអាសូតបរិយាកាសដោយឯករាជ្យបានទេ។ ទំនាក់ទំនង endosymbiotic ទៅវិញទៅមករវាង prokaryotes ជួសជុលអាសូត និង eukaryotes ជួសជុលកាបូនដែលត្រូវការអាសូតដើម្បីលូតលាស់ត្រូវបានគេមើលឃើញនៅក្នុងធម្មជាតិ។ ឧទាហរណ៍មួយគឺភាពជាដៃគូរវាង cyanobacteria Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) និង microalgae Braarudosphaera bigelowii នៅក្នុងប្រព័ន្ធសមុទ្រ។
នៅក្នុងការសិក្សាថ្មីៗនេះ ទំនាក់ទំនង endosymbiotic រវាង cyanobacteria Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) និង microalgae unicellular Braarudosphaera bigelowii ត្រូវបានស៊ើបអង្កេតដោយប្រើ កាំរស្មីអ៊ិច ទន់។ ការមើលឃើញនៃសរីរវិទ្យាកោសិកា និងការបែងចែកសារាយបានបង្ហាញឱ្យឃើញនូវវដ្ដកោសិកាសម្របសម្រួលដែលក្នុងនោះ cyanobacteria endosymbiont បានបែងចែកស្មើៗគ្នាគ្រាន់តែជាវិធីដែល chloroplasts និង mitochondria ក្នុងការបែងចែក eukaryote កំឡុងពេលបែងចែកកោសិកា។ ការសិក្សាអំពីប្រូតេអ៊ីនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងសកម្មភាពកោសិកាបានបង្ហាញថាប្រភាគធំនៃពួកវាត្រូវបានអ៊ិនកូដដោយហ្សែននៃសារាយ។ នេះរួមបញ្ចូលទាំងប្រូតេអ៊ីនដែលចាំបាច់សម្រាប់ជីវសំយោគ ការលូតលាស់កោសិកា និងការបែងចែក។ ការរកឃើញទាំងនេះបង្ហាញថា cyanobacteria endosymbiont បានរួមបញ្ចូលយ៉ាងជិតស្និទ្ធជាមួយប្រព័ន្ធកោសិកាម៉ាស៊ីន ហើយបានផ្លាស់ប្តូរពី endosymbiont ទៅជាសរីរាង្គពេញលេញនៃកោសិកាម៉ាស៊ីន។ ជាលទ្ធផល កោសិកា algal របស់ម្ចាស់ផ្ទះទទួលបានសមត្ថភាពក្នុងការជួសជុលអាសូតបរិយាកាសសម្រាប់ការសំយោគប្រូតេអ៊ីន និងអាស៊ីត nucleic ដែលត្រូវការសម្រាប់ការលូតលាស់។ សរីរាង្គថ្មីត្រូវបានដាក់ឈ្មោះ ថ្នាំ nitroplast ដោយសារតែសមត្ថភាពជួសជុលអាសូតរបស់វា។
នេះធ្វើឱ្យ microalgae ឯកតា Braarudosphaera bigelowii eukaryote ជួសជុលអាសូតដំបូង។ ការអភិវឌ្ឍន៍នេះអាចមានផលប៉ះពាល់ វិស័យកសិកម្ម និងឧស្សាហកម្មជីគីមីក្នុងរយៈពេលវែង។
***
ឯកសារយោង:
- Coale, TH អាល់និង។ 2024. សរីរាង្គជួសជុលអាសូតនៅក្នុងសារាយសមុទ្រ។ វិទ្យាសាស្ត្រ។ 11 មេសា 2024. លេខ 384, លេខ 6692 ទំព័រ 217-222 ។ DOI៖ https://doi.org/10.1126/science.adk1075
- Massana R., 2024. Nitroplast: សរីរាង្គជួសជុលអាសូត។ វិទ្យាសាស្ត្រ។ ថ្ងៃទី 11 ខែមេសា ឆ្នាំ 2024. លេខ 384, លេខ 6692. ទំព័រ 160-161 ។ DOI៖ https://doi.org/10.1126/science.ado8571
***
