Есть гипотезы, что прокариоты и эукариоты произошли от общего предка, но сейчас они мало популярны. Согласно так называемой основной гипотезе возникновения жизни по Увоесе (Woese, по имени автора), Археоэи и Эукариоты считаются сестрами, возникшими почти в одно и то же время, а бактерии возникли первыми. Около 1,5 млрд. лет назад в мире, населенном прокариотами, появились эукариоты (130, 178).
Рибосомы были образованы природой в ходе эволюции очень давно и потом практически не менялись. Рибосомы прокариотов и эукариотов разнятся. Они не могут заменить друг друга ― природа не повторяется. Они разнятся даже по размеру. Общий предок имел рибосомы промежуточные для про- и эукариотов. Молекулярный вес 70S рибосом прокариотов составляет 2 000 000 Дальтон, а молекулярный вес 80S рибосом в эукариотических клетках превышает 4 млн. Дальтон (единица измерения массы, равная по весу атому водорода), но до сих пор точность трансляции в первом типе рибосом выше (130). Молекулярная масса рибосом, выделенных из гороха, морского ежа, курицы и мыши, равна 3,9, 4,1, 4,3 и 4,5 млн. Дальтон соответственно (140). Рибосомы от разных видов эукариотов могут иметь отличающиеся друг от друга белки, но они синтезируют белки с той же самой точностью.
Почему нет эукариотов с рибосомами 70S? Видимо, такие эукариоты не могли переместить мелкие рибосомы из ядра в цитоплазму. С другой стороны, прокариоты в 8 °C рибосомами могли выжить, но они страдали при конкуренции с обычными прокариотами и вымерли. Прокариоты и эукариоты жили в симбиозе более миллиона лет и не обменивались своими рибосомами (130). Барбиери (130) считает, что рибосомы 70S произошли от рибосом 80S или обе произошли от единого общего предка, например 90S рибосомы. Но эта гипотеза требует тщательной проверки.
Гипотеза о симбиотическом происхождении митохондрий была предложена в 1905 г., когда русские учёные К. Мережковский и А. Фаминцын выдвинули гипотезу о ведущей роли симбиоза в прогрессивной эволюции органического мира (гипотеза симбиогенеза), рассматривая, например, хлоропласты цветковых растений как видоизменённые симбиотические водоросли. В настоящее время она получила подтверждение на основе генетического анализа.
Ныне уже почти ни у кого не вызывает сомнения, что митохондрии и пластиды есть результат захвата из внешней среды прокариотических организмов и их адаптации к жизни внутри хозяина. Согласно современной симбиотической гипотезе, пластиды (места локализации хлорофилла и выработки химической энергии из энергии лучей солнца) произошли от цианобактерий (археобактерией), а митохондрии от альфа протобактерий иначе называемых пурпурными бактериями.
В пользу симбиотического происхождения митохондрий и пластид свидетельствуют следующие факты. Митохондрии и пластиды имеют две полностью замкнутые мембраны. При этом внешняя сходна с мембранами вакуолей, внутренняя — бактерий. Обе органеллы размножаются бинарным делением (причем делятся иногда независимо от деления клетки), никогда не синтезируются de novo. Их генетический материал представлен сравнительно небольшой (около 16,5 тысяч пар нуклеотидов) замкнутой в кольцо ДНК, не связанной с гистонами (по доле нуклеотидных пар Г-Ц ДНК митохондрий и пластиды ближе к ДНК бактерий, чем к ядерной ДНК эукариот). Митохондрии и пластиды имеют свой аппарат синтеза белка — рибосомы и др. Их рибосомы прокариотического типа — с величиной скорости осаждения, равной 70S. Их рРНК по строению близки к бактериальной. Некоторые белки этих органелл похожи по своей первичной структуре на аналогичные белки бактерий и не похожи на соответствующие белки цитоплазмы.
Археозоа ― это первично безмитохондриальная клетка, которая возникла в бескислородной среде 2,3 млрд. лет назад, перед Великим Кислородным Событием, небольшим по продолжительности периодом времени, когда на Земле резко увеличилась концентрация кислорода в атмосфере. Все амитохондриальные виды эукариотов являются не примитивными предшественниками, а высоко специализированными видами, как, например, микроспоридия. Гидрогеносомы и митосомы являются органеллами, которые в процессе эволюции произошли от митохондрий.
Эукариотические клетки имеют химерную природу, обладая свойствами археобактерий и бактерий и плюс некоторыми специфическими свойствами. Общий предок эукариотов уже имел митохондрии и цитоскелет. Именно приобретение митохондрий (а не ядра) было ключевым моментом в становлении эукариот. Именно внедрение в цитоплазму митохондрий позволило начать дифференцировку плазматической мембраны и ее деление на два участка. Один ― с холестролом, жидко-кристаллический. Другой — упакованный хаотично (178).
Происхождение ядра описывается тремя гипотезами.
1. Симбиотическая гипотеза
2. Образование вновь из везикул.
