Endosimbiotska teorija

Kao Endosimbiotska teorija poznata je evolucijska biološka hipoteza koja razvoj visokog života pridaje endosimbiozi prokariota. O toj ideji prvi je raspravljao krajem 19. stoljeća botaničar Schimper. Mnogi rezultati istraživanja sada govore za teoriju.

Što je endosimbiotska teorija?

Botaničar Schimper prvi je put objavio 1883. ideju o endosimbiotskoj teoriji koja bi trebala objasniti porijeklo kloroplasta u njegovom djelu. Ruski evolucijski biolog Konstantin Sergejewitsch Mereschkowski ponovo je preuzeo teoriju o endosimbiontu početkom 20. stoljeća. Međutim, teorija nije postala poznata tek 1967. godine kada ju je pokupila Lynn Margulis.

U pojednostavljenom sažetku, teorija kaže da su jednoćelijski organizmi tokom evolucije uzimali jednoćelijske organizme. Kaže se da je ovo pripajanje omogućilo razvoj staničnih komponenti viših živih bića. Na ovaj način, prema pristalicama teorije, tijekom evolucije nastaje sve složeniji život.

Tako se izvorno komponente ljudskih stanica vraćaju u protozoe. Prema teoriji, eukarioti su se pojavili tek kada su prokariotski organizmi prekursori ušli u simbioze. Konkretno, kažu da su hemotrofne i fototrofne bakterije apsorbirale druge prokariotske stanice arheje u djelu fagocitoze.

Umjesto da ih probave, prokariotske stanice zadržale su ih unutra, gdje su postale endosimbiontima. Za ove se endosimbionte kaže da su se razvili u stanične organele u stanicama domaćina. Stanica domaćina i organele u njoj odgovaraju eukariotima. Stanične organele mitohondrije i plastide i danas nose ove karakteristike.

Budući da eukarioti postoje i bez opisanih organela, te komponente moraju biti ili postupno ugašene ili se teorija ne primjenjuje.

Funkcija i zadatak

Endosimbiotska teorija naziva razvoj mitohondrija i plastida u prokariotskim organizmima. Kaže se da su jednoćelijski organizmi ušli u endosimbiozu s drugim stanicama i nastavili živjeti u stanici domaćina. Znanost do danas vidi da se amoeboidni protozoi preuzimaju cijanobakterije koje i dalje žive u njima. Čini se da opažanja poput ove podržavaju endosimbiotsku teoriju.

Tijekom evolucije, prema endosimbiotskoj teoriji, dva bi organizma trebala postati međusobno ovisna, tako da niti jedan partner ne bi mogao preživjeti bez drugog. Kaže da je posljedica endosimbioze uzrokovala da organele gube dijelove genetskog materijala koji više nisu potrebni. Kaže se da su pojedinačni proteinski kompleksi u organelama sastavljeni dijelom od jezgra, a dijelom od mitohondrijski kodiranih jedinica.

Prema genomskim analizama, plastidi su izvedeni iz cijanobakterija, dok su mitohondriji povezani sa aerobnim proteobakterijama. Znanost se odnosi na endosimbiozu između eukariota i prokariota kao primarnu endosimbiozu. Ako su stanične organele nastale unosom eukariota s ranije doživljenim primarnim događajem endosimbioze, govorimo o sekundarnoj endosimbiozi.

Primarni plastidi leže u dvije membrane ovojnice, koje prema teoriji odgovaraju membrani cijanobakterija koja je apsorbirana. Tri vrste primarnih plastida, a time i tri linije autotrofnih organizama, kažu da su se razvile na ovaj način. Jednoćelijske alge Glaucocystaceae, na primjer, sadrže plastide cijanobakterije, kao i crvene alge. Zelene alge i više biljke sadrže najrazvijenije plastide, kloroplaste. Sekundarni plastidi imaju tri ili četiri pokrivne membrane. Sekundarne endosimbioze između zelenih algi i eukariota su sada poznate, tako da su Euglenozoa i Chlorarachniophyta mogli apsorbirati primarne endosimbionte neovisno jedan o drugom.

Bolesti i bolesti

Ako je teorija endosimbionata tačna, kako sugerira trenutno stanje istraživanja, svi kompleksi biljnih, životinjskih, a time i ljudskih stanica imaju svoje porijeklo iz fuzije prokariota. Čovjek bi se prokariotima trebao zahvaliti za sam život.

Međutim, prokarioti su također odgovorni za brojne bolesti u kontaktu s ljudima. U tom kontekstu treba se uputiti, na primjer, na vrijednost bolesti proteobakterija, koje su posebno relevantne u teoriji endosimbionata. Mnoge bakterije s ovog odjela smatraju se patogenima. To se odnosi, na primjer, na Helicobacter pylori, bakteriju u obliku štapića koja kolonizira ljudski želudac. Prevalencija od 50 posto, infekcija Helicobacter pylori često je jedna od najčešćih kroničnih bakterijskih infekcija u svijetu. Više od 30 milijuna ljudi zaraženo je bakterijom, ali samo između deset i 20 posto svih zaraženih ljudi razvije simptome.

Glavni simptomi su peptični ulkusi, koji mogu utjecati na želudac ili dvanaesnik. Općenito, infekcije bakterijom smatraju se odgovornim za čitav niz želučanih bolesti, posebno one koje se očituju u povećanom izlučivanju želučane kiseline. Pored čira na želucu i dvanaesniku, bakterija stoga može vjerojatno biti uključena i u gastritis tipa B.

Ispitivanje bakterijske infekcije proteobakterijom sada je dio standardizirane dijagnoze želučanih bolesti. Osim spomenutih bolesti, kronična infekcija bakterijom klasificirana je kao faktor rizika za karcinom želuca. Isto vrijedi i za MALT limfom.

Čini se da postoji i veza između infekcije i bolesti poput idiopatske kronične urtikarije (košnice), kronične imunološke trombocitopenije, anemije nedostatka željeza i Parkinsonove bolesti.

Helicobacter pylori ovdje se raspravljao samo kao primjer. Brojni drugi prokarioti povezani su s vrijednošću bolesti i smatraju se patogenima za ljude, životinje i biljke.