الخلية هي محور علوم الأحياء، كونها الوحدة الأساسية للحياة. إيجاد فهم أفضل لكيفية تطوّر الخلايا المعقدة و طريقة عملها، يعد بفتوحات جديدة في مجالات متنوعة مثل أبحاث السرطان وتطوير نباتات محاصيل جديدة. لكن التفسيرات حول كيفية بداية الخلايا حقيقية النواة شحيح بشكل صادم. لكن الآن، ظهرت فكرة جديدة وجريئة حول كيفية تكوّن الخلية حقيقية النواة الأولى، وبالتبعية، كيف جاءت جميع أشكال الحياة المعقدة، مما قد يعطي العلماء فرصة لإعادة فحص بعض الأفكار الرئيسية في علم الأحياء.
جميع اشكال الحياة المعقدة – التي تتضمن النباتات والحيوانات و الفطريات – تتكون من خلايا حقيقية النواة، وهذه الخلايا مع النواة وغيرها من الآلات الداخلية المعقدة مثل الميتاكوندريا – عضو خلويّ منتج للطاقة – والعضيات الأخرى المحاطة بالأغشية، تؤدي المهام الأساسية التي يحتاجها الكائن الحي للبقاء على قيد الحياة. البشر على سبيل المثال، مكونون من 220 نوع مختلف من الخلايا حقيقية النواة. هذه الخلايا تعمل في مجموعات و تتحكم في كل شيء من التفكير و الحركة إلى التناسل والجهاز المناعي. وبالتالي، يعتبر أصل الخلية حقيقية النواة واحدا من الأحداث التطورية الأكثر أهمية في تاريخ الحياة على الأرض، و لولا حدوث ذلك في الماضي – وقت ما قبل 1.6 و 2 مليار سنة مضت، فإن كوكبنا كان سيصبح مكانا مختلفا تماما، بسكان من المخلوقات بدائية النواة بشكل كامل.
يتفق عدد كبير من العلماء على أن الخلايا حقيقية النواة نشأت نتيجة عن علاقة تكافليّة بين البكتيريا و الأركيا (العتائق) – هي جراثيم مماثلة للبكتيريا في الشكل و لكن تختلف كثيرا عنها من ناحية التكوين الجزيئي. العتائق و البكتيريا يمثلان اثنين من الثلاثة مجالات الرئيسية لتصنيف المخلوقات الحيّة، و تمثّل المخلوقات حقيقية النواة المجال الثالث. النظرية السائدة ترى أن حقيقيات النواة تكوّنت عندما ابتُلِعَت بكتيريا من قبل إحدى جراثيم العتائق. تشير النظرية أيضا إلى أن البكتيريا المُبتَلَعة تحولت إلى الميتوكوندريا، في حين أن القطع المستبطنة – الأغشية التي دخلت لداخل الخلية – من غشاء الخلية الخارجي شكلّت المقصورات الداخلية الأخرى للخلية، بما في ذلك نظام النواة و أنظمة شبكات الأغشية الداخلية.
النظرية الجديدة إبتكرها ديفيد بوم، أستاذ علم النبات وعلم الأحياء التطورية في جامعة ويسكونسن ماديسون، مع ابن عمه باز باوم، عالم الأحياء الخلويّة في جامعة كلية لندن. النظرية الجديدة المعروفة باسم نظرية “من الداخل إلى الخارج”، تقدم وجهة نظر بديلة لتطوّر أشكال الحياة المعقدة. نشرت الفرضية الجديدة في دورية BMC Biology المفتوحة. نظرية الداخل إلى الخارج التي اقترحها العالمان تشير إلى أن حقيقيات النواة تطوّرت تدريجيا عن طريق تكوين بروزات خلويّة سموّها “فقاعات”، و التي تمددت لتحاصر أنواع بكتيريا شبيهة بالميتاكوندريا. البكتيريا المحاصَرَة تمدّ جرثومة العتائق المحاصِرَة لها بالطاقة و الدهون – أحماض دهنية غير قابلة للذوبان – و التي تستخدمها العتائق كمواد لبناء “الفقاعات”. في نهاية المطاف تحاصر الفقاعات البكتيريا بشكل كامل و تخلق الهياكل الغشائية التي تشكّل العضيّات الداخلية للخلية. هذه النظرية تقدم بعض النبوءات القابلة للإختبار بشكل علمي مما سيساهم في قبولها أو رفضها من المجتمع العلمي. النظرية الجديدية تقدّم مسار تدريجي مستمر لتطوّر الخلايا، و الذي يتطلّب عدد محدود من الابتكارات الخلويّة أو الجزيئية.
أحد المشاكل التي تواجه الباحثين عن التاريخ التطوّري للخلية حقيقية النواة هو أنه على عكس العديد من المجالات الأخرى لعلم الأحياء التطوري، السجل الأحفوري يقدم القليل من المساعدة. لإيجاد إثبات لفرضيته، قام الباحث ديفيد بوم بالبحث عن أحافير لمخلوقات دقيقة لها بروزات، ولكن لم يكن مستغرباً عدم وجود أحافير لخلايا منفردة. يقترح الباحث أيضاً أن البحث عن أشكال وسيطة من الخلايا مع بعضها قد يكون أكثر نجاعة، ولكنه يعتقد أن الخلايا الوسيطة التي كانت موجودة انقرضت بالكامل، على الأرجح بسبب المنافسة مع حقيقيات النواة المتكوّنة. مع ذلك، مع فهم أكثر تفصيلا لكيفيّة تطوّر الخلايا المعقدة، قد يكون من الممكن تحديد خلايا حقيقية النواة ذات صفات وسيطة.
