Ендосимбиотична теория

Като Ендосимбиотична теория известна е еволюционна биологична хипотеза, която привързва развитието на висшия живот към ендосимбиозата на прокариотите. Идеята е обсъдена за първи път в края на 19 век от ботаника Шимпър. Много резултати от изследванията сега говорят за теорията.

Какво представлява ендосимбиотичната теория?

Ботаникът Шимпър за първи път публикува идеята за ендосимбиотичната теория през 1883 г., която трябва да обясни произхода на хлоропластите в неговата работа. Руският еволюционен биолог Константин Сергеевич Мерешковски се зае отново с теорията за ендосимбионта в началото на 20 век. Теорията обаче е станала известна чак през 1967 г., когато е вдигната от Лин Маргулис.

В опростено обобщение теорията казва, че едноклетъчните организми са били поети от други едноклетъчни организми в хода на еволюцията. Казва се, че това усвояване е позволило развитието на клетъчни компоненти на висши живи същества. По този начин, според привържениците на теорията, в хода на еволюцията възниква все по-сложен живот.

Така първоначално компонентите на човешките клетки се връщат към протозоите. Според теорията, еукариотите се появяват едва когато прокариотични прекурсорни организми влизат в симбиози. По-специално се казва, че хемотрофните и фототрофните бактерии се абсорбират от други прокариотни клетки на археята в акт на фагоцитоза.

Вместо да ги храносмилат, прокариотичните клетки ги държат вътре, където се превръщат в ендосимбионти. Твърди се, че тези ендосимбионти са се развили в клетъчни органели в гостоприемни клетки. Клетката гостоприемник и органелите в нея съответстват на еукариотите. Клетъчните органели на митохондриите и пластидите и до днес носят тези характеристики.

Тъй като еукариотите също съществуват без описаните органели, тези компоненти трябва или да бъдат прекратени, или теорията да не се прилага.

Функция и задача

Ендосимбиотичната теория назовава развитието на митохондриите и пластидите в прокариотичните организми. Твърди се, че едноклетъчните организми са влезли в ендосимбиоза с други клетки и продължават да живеят в клетката гостоприемник. И до днес науката вижда, че амебоидните протозои поемат цианобактерии, които продължават да живеят в тях. Наблюдения като тези изглежда подкрепят ендосимбиотичната теория.

В хода на еволюцията, според ендосимбиотичната теория, два организма би трябвало да станат взаимно зависими, така че нито един партньор да не може да оцелее без другия. Твърди се, че получената ендосимбиоза е причинила органелите да загубят части от генетичния материал, който вече не е необходим. Казват, че отделните протеинови комплекси в органелите са съставени частично от кодирани в ядрото и отчасти от кодирани с митохондриални единици.

Според геномните анализи, пластидите са получени от цианобактерии, докато митохондриите са свързани с аеробни протеобактерии. Науката се отнася до ендосимбиозата между еукариоти и прокариоти като първична ендосимбиоза. Ако клетъчните органели са възникнали чрез поглъщането на еукариот с преживяно преди това събитие на първична ендосимбиоза, говорим за вторична ендосимбиоза.

Първичните пластиди се намират в две обвивни мембрани, които според теорията съответстват на мембраните на цианобактерията, която е била абсорбирана. Три вида първични пластиди и по този начин три линии на автотрофни организми се казва, че са се развили по този начин. Едноклетъчните водорасли на Glaucocystaceae например съдържат пластиди на цианобактерията, както и червените водорасли. Зелените водорасли и висшите растения съдържат най-развитите пластиди, хлоропластите. Вторичните пластиди имат три или четири покриващи мембрани. Вече са известни вторични ендосимбиози между зелени водорасли и еукариоти, така че Euglenozoa и Chlorarachniophyta биха могли да абсорбират първичните ендосимбионти независимо един от друг.

Болести и неразположения

Ако ендосимбиотичната теория е вярна, както показва настоящото състояние на изследванията, всички комплекси от растителни, животински и следователно и човешки клетки имат своя произход при сливане на прокариоти. Човекът би имал прокариоти да благодари за самия живот.

Прокариотите обаче са отговорни и за многобройни заболявания при контакт с хора. В този контекст трябва да се посочи например стойността на болестта на протеобактериите, които са особено актуални в теорията за ендосимбионта. Много бактерии от този отдел се считат за патогени. Това се отнася например за Helicobacter pylori, бактерия във формата на прът, която колонизира човешкия стомах. С разпространение от 50 процента инфекцията с Helicobacter pylori често е една от най-често срещаните хронични бактериални инфекции в световен мащаб. Повече от 30 милиона души са заразени с бактерията, но само между десет и 20 процента от всички заразени хора развиват симптоми.

Основните симптоми са пептични язви, които могат да засегнат стомаха или дванадесетопръстника. Като цяло, инфекциите с бактерията са отговорни за цяла гама стомашни заболявания, особено за онези заболявания, които се проявяват в повишена секреция на стомашна киселина. В допълнение към язвите на стомаха и дванадесетопръстника, бактерията вероятно може да участва и при гастрит тип В.

Изследването за бактериална инфекция с протеобактерията вече е част от стандартизираната диагноза на стомашните заболявания. Освен споменатите заболявания, хроничната инфекция с бактерията вече е класифицирана като рисков фактор за рак на стомаха. Същото важи и за MALT лимфом.

Изглежда също има връзка между инфекция и заболявания като идиопатична хронична уртикария (копривна треска), хронична имунна тромбоцитопения, анемия с дефицит на желязо и болест на Паркинсон.

Хеликобактер пилори беше обсъден тук само като пример. Множество други прокариоти са свързани с болестната стойност и се считат за патогени за хора, животни и растения.